CN101422005B

CN101422005B - 用于数据传输的方法、装置和系统

Info

Publication number: CN101422005B
Application number: CN03815247.9A
Authority: CN
Inventors: B·D·米里克; D·M·斯尼德尔; L·D·贝齐; G·P·普罗布斯特; P·T·肯尼笛
Original assignee: Lightwaves Systems Inc
Current assignee: Lightwaves Systems Inc
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2023-04-30
Also published as: CN101422005A

Abstract

本发明提供一种涉及数据传输的方法、系统及装置。本发明的一种方法包括使用至少一个基于高斯波形的脉冲来表示数据，通过一导电导引介质将该至少一个脉冲送出，以及使该至少一个脉冲的数据复原。本发明可以与电话应用、有线电视应用与数据总线应用一起使用。

Description

用于数据传输的方法、装置和系统

相关申请

本申请是于2002年4月30日提交的美国临时专利申请编号为60/376,592(名为“导引与非导引窄带无线电上基于高数字编码的超宽带”)以及于2003年1月20日提交的编号为60/441,348(名为“高带宽数据传输系统”)的转换，并且要求对这些在先申请的优先权。本申请也是于2000年10月27日提交的编号为09/698,793(名为“包括一个结构化线性数据库的数据传输方法”)的继续部份。所有这些申请全面地由本文结合作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及一种使用特定的脉冲传输型式将导线网络的带宽提高的系统、方法及装置。具体的说，本发明涉及利用脉冲通过诸如但不限于同轴电缆、电话双绞线、五类电缆、电力线的导线、其它诸如但不限于金属轿车与卡车车身、轮船与潜艇外壳、甲板及舱壁、飞机机身、结构钢、导弹体、坦克体、水管等等的电导介质以及诸如但不限于人体等等的非金属介质、非导引窄带无线载波信号、或者上述的任何一种组合，包括采用本发明并连同光纤和/或非导引无线网络的混合网络作数据传输。

背景技术

在社会上有一些趋势，造成用户与企业对带宽有空前的需要。其中有些是由“数字时代”的到来而导致。如今在汽车和家里，可以在便携式设计的MP3和激光唱机中播放数位编码音乐。对于蜂窝式便携无线电话及其它形式的无线电话，数位编码语音是平常的技术。从数字化视频光盘机(DVD)、直播卫星(DBS)接收器、个人录象机(TiVo)、数字摄像机与高清晰度电视(HDTV)可观看数位编码影像。此外，使用数位编码数据的机器，例如个人计算机和游戏机，诸如Xbox、Playstation2及任天堂64如今是无所不在。

互联网及网络的出现为企业及用户同样提供了无所不在的连通性，但正被实际宽带可用度的不足所约束。在1995年12月，全世界有一千六百万互联网连接。至2001年8月，该数字已增长到五亿一千三百万。

对宽带连通性的需要也在继续增长。这是存取数位编码数据以及数据密集型应用程式的远端源的用户数量增加的结果。起初，互联网内容主要是基于文本以及提供限量的服务。不过，互联网已经发展到提供更多的带宽使用量大，充斥画面、图形和视频片断的内容。将来，可用带宽的提高将允许更高质量的互联网内容，例如全动影像、娱乐质量视频、串流视频与音频。

尽管目前整体利用率只有3％到5％的高速光纤主干的容量已供应过剩，接入网络或者普遍称作“最后一哩”，完全不能跟上要以更高速存取更大量数字信息的需要与期望。

有许多个人与组织将提供宽带连接的需要看作国家的一件重大事情。“科技网络”(TechNet)是一个属于来自国家领先科技公司的CEO们的组织，其呼吁联邦政府采纳一个到2010年给一亿家庭与小型企业每秒100兆比特的目标。TechNet宣称，“如果大部份美国人拥有高速互联网接入，不管是通过有线线路、无线电、卫星还是电缆，用户能够由存取多媒体、交互式远程学习、增加的远程办公、更高的生产力、较易与政府相互影响、改良的卫生保健服务以及随选娱乐而获益”。目前，大多数所谓“宽带”连接(即线缆调制解调器和数字用户线路)以低于每秒2兆字节运行。

互联网目前是以许多能够提供特高数据传输率的带宽的组件所建立。然而，对交付高带宽互联网内容及服务的主要障碍是来自从主要的互联网导管到用户的住宅或企业，也即是“最后一哩”的传输限制。

现今，有四种基本技术用于“最后一哩”接入：光纤、电话双绞线、电缆以及无线电。为了表达这些技术的前景，下列的表比较现有的最大带宽与许多公用的第一及第二层技术(第二层技术以斜体示出)。

光纤宽带解决方案-在过去几年，在这些“最后一哩”接入技术的容量上已经有戏剧性的变化。如表1中所示，对提供的主要的宽带连接，光纤网络有最远大的长期前程。波分多路传输(WDM)和密集波分多路传输(DWDM)都是将单一光纤束上的光束分解成组成色(不同波长)的技术。装置制造商正在将波长信道发送速率提高到40Gbps。每一个别波长都可承载相当于以前通过整个光纤束的信息。

WDM与DWDM的主要吸引力之一是它们可以装在现有光纤上而不必将光纤掘起，这意味以较低安装成本就有额外的容量。这技术已对降低远程传输的成本产生影响，但尚未影响到“最后一哩”的连接，很大程度上是因为将光纤铺至建筑物的成本高昂。

尽管对于提供宽带连接给企业或用户，铺光纤到建筑物不是一个节省成本的近期解决方案，但其它的“最后一哩”技术包括无线电、电话双绞线及电缆正在发展作为弥补缺口措施以克服这种需要。

无线宽带解决方案-有许多技术归于无线宽带的标题下。这些技术包括诸如LMDS(局部多点分配服务)、MMDS(多信道多点分配服务)、点对点无线电与多点/多次反射无线电、微波、激光以及卫星系统。

微波是一种固定的无线宽带技术。以高达155Mbps的容量以及3-60哩的射程，微波能非常有效地向远端位置发送。许多私营公司、大学以及其他通信公司已在经济上不可安装光纤或者使用来自现任供应商的传输服务的地方部署了微波传输服务。

微波服务面对许多挑战。首先，微波要求在视线内放置发送器和接收器，这常常意味着要为发送器取得建筑许可。其次，服务供应商受政府许可/分配的频带所局限，而获得频谱是一个昂贵的事情。最后，天气相关的干扰，特别是下雨，可以影响服务。对于恶劣的天气，可用差错矫正技术来补偿，但这涉及提高功率和/或减小元件尺寸。微波倾向于作为一个针对企业而不是用户的解决方案。

局部多点分配系统(LMDS)是一种能在每个用户位置以高达100Mbps交付的微波无线技术。这是一种点到多点的分配服务，其在25GHz及更高的频带使用微波无线电技术。然而，由于它要求中央集线器LMDS节点与用户房屋的位置之间的路线最大距离为5km而受限。LMDS(以及其它无线技术)的其中一个主要优点是其快速部署能力。但是，LMDS是一种可视传输技术，且易受下雨影响而衰减。

无线无线电系统常常必须克服由多径信号传播带来的干扰。源自Cisco Systems及其它公司的技术仍然正在克服由植物引起的多径干扰的问题，并可能以非视距传输接收器来提高带宽。Cisco的技术，称为向量正交频分复用，只将总体带宽提高仅仅百分之二十。

卫星传输通常使用在微波范围内的无线电频率，并可以单向或双向模式运作。卫星可用来向固定有线线路无法到达的地理上分散的远端地点供应数字服务。理想上它很适合于有障碍的地带诸如内陆。所述服务包括多点广播以及点对点交付。

卫星传输的其中一个主要问题是传播延迟，范围可从250至500毫秒(ms)。这种延迟可以给实时应用，例如语音以及其它对延迟敏感的应用带来问题，这可能需要多工缓冲处理以避免不必要的重传。

最近被FCC通过的一种新兴的无线技术为超宽带(UWB)。这是一种脉冲无线电系统，其使用数字调制能量脉冲代替调制振荡波。UWB具有许多潜在的优点，包括：较低的成本、较低的功率、超安全传输以及宽带速度。然而，FCC藉由限制其在大气中工作的总体功率规定了UWB的有效工作范围。

AirFiber和Terabeam两个公司正使用光频率范围中未经当局许可的频谱，通称为自由空间光学或无光纤光学系统，作为解决“最后一哩”问题的方法。它们使用设计成速度高达每秒1000兆比特的高效及超快的激光器。但是，这些系统易受尘雾的影响而要求复杂的自动增益功能部件以及网络中的节点间距要近。而且，由于这些系统常常装在摇晃的高层建筑上，这样需要复杂的瞄准机制以保持光链路工作。这些系统实际上被限制在700-1000英呎的距离内，这使网络的成本变得非常昂贵。

电话双绞线宽带解决方案-由于在全世界具有七亿多电话双绞线电话线路，铜线成为一种代表几十亿美元的网络基础设施的无所不在资产。通信公司始终如一地寻找使铜环路设施重生的方法，整体服务数字网络(ISDN)、数字用户线路(DSL)、ATM上反向复用(IMA)以及特高数据率数字用户线路(VDSL)都是尝试利用铜线作高速服务交付的实例。

不过，对于使用电话双绞线作高速传输的服务供应商，串音干扰是一个主要的问题。在网络之间，邻近的铜线典型地以25或50为一组被捆绑在一电缆夹件中。多个接线共有一共同频率会令传输信号经历混合而使输出信号失真。串扰现象导致比特差错率(BER)。电话双绞线还具有涉及高频信号衰减及电容量的距离限制，这在过去限制了以铜双绞线提供超高速服务的可能。

数字用户线路技术正快速地发展来解决及克服这些限制。Symmetricom是一家公司，其尝试以它们的GoWide产品使宽带成为可能。这是一种新一代的集成接入装置(IAD)，其将一至八根独立的铜电话线组合成单一电路，其专用带宽的数据率相当于15Mbps。GoWide 9.2Mbps将称为G.shdsl的对称DSL传输与ATM上的反向复用(IMA)组合起来，通过一10Base-T以太网TCP/IP端口提供9.2Mbps的端到端带宽。G.shdsl是由ITU(一个国际标准团体)认可的新一代DSL。G.shdsl具有非常低的噪声特征，以及干扰到邻近铜线中其它服务的可能性非常低。不像专利的同步数字用户网络(SDSL)，G.shdsl已被主要的数字用户线路存取多路复用器(DSLAM)、芯片及其它基础设施供应商所支援，这意味DSLAMs已适用于ADSL住宅服务，其代表一种只要简单的线路卡升级就能提供基于G.shdsl的企业服务的现成的基础设施。尽管Symmetricom的解决方案在专用带宽相当于15Mbps已是一个巨大突破，但要在公共开关电话网络(PSTN)的长的回路距离上传递单一未压缩的HDTV频道则仍不够。

而且，DSL技术必须考虑频谱管理技术，以使远端串扰(FEXT)和近端串扰(NEXT)保持在规定的功率谱密度(PSD)等级内，以便在任何特定电缆束中获得最大的可用带宽。题名为“环路传输系统的频谱管理”的ANSI标准T1.417提供了频谱管理要求及建议给使用金属用户线路电缆的服务及技术的管理。以下包括了对DSL线路频谱管理类别与特定环路技术的要求及建议：

ξ功率谱密度(PSD)

ξ总平均功率

ξ横向平衡

ξ纵向输出电压

ξ配置准则

频谱管理，特别是动态频谱管理(DSM)添加了另一层复杂性到DSL及其它的电话环路技术。

有线电视宽带解决方案-在美国11,000个有线电视(CATV)系统中，有些是共享的用户网络，正通过它们的CATV网络基础设施提供宽带接入。然而，由于CATV网络技术与标准的限制，CATV网络正快速地用完现有的服务它们客户的带宽。结果，有一些公司正在开发新技术以促进在这些网络上配置额外的带宽。

一个上述的公司，Chinook Communication提供一种技术，其利用视频信号的低效率的性质，将视频、数据和音频信号混进单一兆赫视频频道空间之内。这是一种优于其它CATV技术的改进，其只是在视频流上面添加数据，或使用压缩方法使数据沿着视频流通过最后一哩。但是，Chinook能够从一个典型的电缆线路中挤压出的总的带宽合计只有500Mbps。尽管Chinook的技术是在带宽方面的一个进步，但对于一个由一CATV网络提供的典型共享用户环境，其在一个节点上可能有多达750至1000个用户，所述带宽实义上不能算够。

Narad Networks也通过实施一种交换以太网技术来提供一种宽带解决方案给现有的光纤-同轴电缆混合网络(HFC)以便在互联网协议(IP)上交付多种语音、数据及媒体服务。这种解决方案要求CATV营运商将其部份或所有现有的有线网络硬件替换成Narad Networks的光网络分布交换机、网络分布交换机、用户接入交换机以及宽带接口单元。通过替换这些网络硬件，Narad能够利用860MHz至2.5GHz范围内的频谱。不过，Narad解决方案很昂贵，因为它需要一笔巨大的资本投资，并且只提供1Gbps的额外共享网络带宽。

Rainmaker Technologies也用其专利的子波技术为现有CATV网络提供一种宽带解决方案。这类技术披露于题名为“信号传输和接收的方法及装置”的美国专利编号6,532,256之内。Rainmaker的技术使用正交变换的“子波”，其允许对调制频率及时间以及调制符号作精确控制。在一完美的实现中，这种技术的效益是使CATV网络中个别用户的可用带宽增加大约10倍。

电力线宽带解决方案-另一新兴的导线技术是在电力输电线上传递宽带数据。由Northern Telecom和United Utilities开发的“数字输电线”(Digital PowerLine)能够在现有电力分配基础设施上以1Mbps传送数据。通过“调节”现有电力基础设施，电力公用设备可以以50至60Hz传送规则的低频信号和高得多的在1MHz以上的较高频信号，两者互不影响。较低频的信号运载电力，而较高频的信号可以传送数据。

数字输电线使用一种高频调节电力网络(HFCPN)技术来传送数据及电信号。HFCPN使用一系列的调节单元(CU)来过滤那些不同的信号。CU传送电力到住宅里的电源插座以及将数据信号传送到一提供多个数据、语音等信道的通信模块或“服务单元”。在当地电力变电所的基站服务器通过光纤或宽带传送装置与互联网连接。基于HFCPN网络的网络拓扑与在一传统局域网(LAN)中所找到的相类似。

尽管这演示了一种将电源线作数据传送的新颖用途，这一技术在其目前状态中以1Mbps工作几乎不能与现有的DSL服务竞争，以外，也远低于TechNet给政府的的建议，即到2010年要以100Mbps连接到家庭或小型企业的建议。

Media Fusion，LLC也利用电力线作为交付视频、数据以及语音传输的工具。这公司的在审理中的专利技术“高级副载波调制”(ASCM)，其使用现有电网基础设施以及由有功电源线产生的无形磁场来以高速传送数据，并且将数据传送到任何标准的电插座。关于更多的资料，可参照题名为“基于磁场的输电线通信方法及系统”的美国专利号5,982,276。不过，这技术的潜在效益未经实地检验。

数据总线-除了环球电信网络以外，还有各种各样的局部电信网络利用数据总线的用途将其应用在工厂、建筑物、轿车、卡车、轮船、飞行器、公共汽车等之内。数据总线被限定为一或多种传输介质，其充当一种公用接线以在相关装置群组之间传输数据。数据总线整合许多不同的结构与标准，它们作为一种传输介质的用途受它们的复杂性以及有限的数据率所限制。

一个由主要的汽车公司组成的联盟正通过限定业界的第一套用于汽车的信息、通信及娱乐系统的接口标准以缩短数据总线的设计周期。汽车多媒体接口协会(AMIC)和电信息通讯供应商联盟正在创造一套开放标准的硬件接口以及应用软件编程接口。智能运输系统的数据总线(ITSDB)将完美地提供一种适合在新一代汽车系统中交换电子装置的通用底板。

虽然汽车制造商正用多路复用总线将传感器与装置互连，但仍然有许多问题。因为种种原因，汽车公司对采用单一多路复用总线标准犹豫不决。结果，电子装置制造商必须设计及制造多个型式的产品与各种各样的总线连接，增加的制造成本通常会转嫁给用户。此外，连接到汽车的多路复用总线的装置需要经过标准汽车设计流程的检定。这一限制不允许制造商、经销商或用户在将来添加“计划外的”或特殊的电子装置及部件。

现在正在开发的双总线结构，其通过一网关使ITSDB能与汽车的多路复用总线连接。这将使电子装置制造商能将其产品制造成单一的汽车版本，其可插进任何采用双总线结构的汽车。网关在汽车公司的控制下，将充当一个防火墙，只允许认可的信息通信在汽车的多路复用总线与ITSDB的装置之间传递，确保所有车辆系统的安全操作。

除了汽车上用的传统数据总线以外，藉由在汽车上实施ITSDB与双总线，可以启动新的服务与应用，例如：无线互联网接入、远程车辆诊断、电子商务用的保密码/鉴别码或者从车辆计算机、传感器或安全气囊读取诊断信息。

一种较高速的总线，暂时称为“智能运输系统数据总线-多媒体”(IDBM)，其计划处理在车辆之内的多媒体应用。这种总线在应用程式要求的时候，会以一保证信息传递的机制传送数字化的音频及视频。

无屏蔽双绞线是较佳的汽车数据总线介质，因为它节省成本及复杂度低。然而，在产生大量信号杂波、电动势及其它形式的电干扰的环境中，这类介质备受挑战。

军用标准1553(MIL-STD-1553)是一种广泛使用的数据总线，这是美国军用标准，其限定一种双信息通信1Mbps数据总线网络的电技术、机械以及同步规格，该数据总线网络可在一个系统中使多达31个合作数字装置互连。这种通信网络，也相当于一种数据总线，其典型地用于航空电子系统，除此之外也用于潜艇、坦克和导弹。因为它有极低的差错率(每一千万字误差一字)以及由于其双信息结构以致它非常可靠。

军用飞机，诸如F-16猎鹰战斗机、C-130大力士运输机、B-1轰炸机及AH-64阿帕奇攻击直升机使用按MIL-STD-1553标准制造的产品。MIL-STD-1553数据总线使复杂的电子子系统能彼此互相作用并与机上的飞行计算机相合。这种数据总线是飞机的生命线。

导弹及聪明炸弹，例如先进短程空对空导弹(ASRAAM)、空中拦截导弹(AIM)9X以及风力修正弹药布撒器(WCMD)，随着微电子的发展，已变得更为复杂，结果是更为精确与致命。这些武器系统也得益于MIL-STD-1553数据总线系统的使用。就像飞机利用数据总线使能与其子系统之间相互作用那样，导弹及聪明炸弹也利用MIL-STD-1553数据总线以便于发射前从飞机下载信息，并且在武器飞行期间协调信息流。

地面车辆例如M1A2坦克、布拉德利运兵车及十字军自走式榴弹炮也已演化成极高科技、极度复杂的机构，并且将MIL-STD-1553数据总线用作在其电气子系统之间的数据链路。

MIL-STD-1553数据总线用于卫星、航天飞机的有效载荷中以及在国际太空站上。制造商已将该标准应用于制造生产线以及包括地铁在内的商用系统上，例如海湾地区高速铁路(BART)。MIL-STD-1553B也已被北大西洋公约组织(NATO)及许多外国政府接受并实施。英国发布了Def Stan 00-18(第2部份)以及NATO公布了STANAG 3838 AVS，这两者都是MIL-STD-1553B的变型。然而，与MIL-STD-1553标准类似，这些附加的军用标准都没有提供高速数据传输率。

有另一系列的总线开发给监控和数据采集(SCADA)。此为一软件包，其置于其硬件介面之上，通常经由可编程逻辑控制器(PLC)或其它商用硬件模块为装置的过程控制搜集实时信息。SCADA系统用于工业过程，例如炼钢、发电及配电、化学制品等。用于SCADA总线中的传感器一般在几千或几万个输入/输出(I/O)通道上传递信息。

总线也为数据服务器提供了一种与实地过程控制器通讯的方法。由Bosch和Intel在1990年开发的控制器区域网络(CAN)标准是一种提供给独立控制器网络的总线标准。

CAN总线可以使用高达1Mbps的多重波特率。最普遍的波特率是125kbps和250kbps。CAN总线通信能使总线负载高达100％(数据一直传送以及所有节点都能传送)，让额定比特率可完全利用。

CAN总线也是一种同步网络，其中所有接收模块与来自一传送模块的数据同步。CAN总线具有的问题之一是CAN总线电缆的电特性使电缆长度视乎选定的比特率而有不同限制。例如，在10kbps的比特率下的最大总线长度是1km，而最短的为在1Mbps下的40米。在标准工业环境中，CAN总线使用无屏蔽的标准布线或者双绞线布线。

涉2设计及配置高速“最后一哩”接入网络、高速LAN及高速数据总线的问题可以概括为如同将光纤铺入建筑物一样的高成本、或者与DSL及其它回路技术相关的共居问题以及在导引及非导引介质上实现以高数据速率越过远距离的无导向技术的物理限制。

所以，所需要的是一个节省成本的解决方案，其能为总线、LAN及“最后一哩”接入网络提供特高的带宽，并且克服这些问题以及其它的现有技术的限制。

发明特点

本发明的一总的特点是提供一种系统、方法及装置，其可用于增加导线介质的带宽以及克服在先有技术中发现的问题。

本发明的另一个特点是使用脉冲，其能在高衰减及大电容量的介质上以高速率传输数据。

本发明的另一个特点是以极性调制脉冲。

本发明的另一个特点是以时间位置调制脉冲。

本发明的另一个特点是以波幅调制脉冲。

本发明的另一个特点是以频率调制脉冲。

本发明的另一个特点是以相位调制脉冲。

本发明的另一个特点是以虚拟处理器(VP)编码调制脉冲。

本发明的另一个特点是以或不以脉冲压缩方法调制多个脉冲。

本发明的另一个特点是以任何一种极性、时间、波幅、频率及相位的组合调制脉冲。

本发明的另一个特点是脉冲以二进制数将数据或符号编码。

本发明的另一个特点是脉冲以基数大过二的数将数据或符号编码。

本发明的另一个特点是单工信令。

本发明的另一个特点是半双工信令。

本发明的另一个特点是全双工信令。

本发明的另一个特点是同步信令。

本发明的另一个特点是异步信令。

本发明的另一个特点是一个以点对点拓扑的增强的宽带传输系统。

本发明的另一个特点是一个使用环形拓扑结构的增强的宽带传输系统。

本发明的另一个特点是一个为单用户接入而设计的增强的宽带传输系统。

本发明的另一个特点是一个为多用户接入而设计的增强的宽带传输系统。

本发明的另一个特点是其通过“最后一哩”接入网络拓扑的配置。

本发明的另一个特点是将一“最后一哩”接入网络配置为一电话环路装置。

本发明的另一个特点是将一电话环路的电话双绞线的其中一根线配置为正向而另一根则为反向。

本发明的另一个特点是将一电话环路的电话双绞线中的两根线皆配置作多路复用的正向及反向传输。

本发明的另一个特点是将一“最后一哩”接入网络配置为一有线电视网络。

本发明的另一个特点是将一“最后一哩”接入网络配置为一配电网络。

本发明的另一个特点是其通过局域网(LAN)拓扑的配置。

本发明的另一个特点是其通过数据总线拓扑的配置。

本发明的另一个特点是其利用任何一种“最后一哩”接入网络、LAN及数据总线拓扑组合的配置。

本发明的另一个特点是使用单一传输介质与一“最后一哩”接入网络、LAN或数据总线连接。

本发明的另一个特点是使用单一类型的多种传输介质与一“最后一哩”接入网络、LAN或数据总线连接。

本发明的另一个特点是使用多种类型的多种传输介质与一“最后一哩”接入网络、LAN或数据总线连接。

本发明的另一个特点是使用电话双绞线作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用同轴电缆作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用电力线作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用屏蔽双绞线作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用金属车辆车身与框架作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用结构型钢作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用钢轨作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用钢筋作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用金属水管或其它形式的金属管道传输装置作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用金属桌作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用计算机底板作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用钻杆作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用其它电导介质作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用以上的混合体作为一种传输介质。

本发明的另一个特点是使用人体作为一种宽带数据总线传输介质。

本发明的另一个特点是使用单频道来传送脉冲。

本发明的另一个特点是使用多频道来传送脉冲。

本发明的另一个特点是为在单种或多种传输介质上工作的通过单频道的多信道、多用户和/或多装置接入使用时分多路复用。

本发明的另一个特点是为在单种或多种传输介质上工作的通过单频道的多信道、多用户和/或多装置接入使用码分多路复用。

本发明的另一个特点是为在单种或多种传输介质上工作的通过多频道的多信道、多用户和/或多装置接入使用时分多路复用。

本发明的另一个特点是为在单种或多种传输介质上工作的通过多频道的多信道、多用户和/或多装置接入使用码分多路复用。

本发明的另一个特点是使用单个或多个副载波。

本发明的另一个特点是使用公用及专用接入码。

本发明的另一个特点是通过传输的低概率窃听及检波特性来提供高保密性。

本发明的另一个特点是提供一种高效的数据封装协议。

本发明的另一个特点是提供一种多路复用器。

本发明的另一个特点是提供一种收发器/处理器。

本发明的另一个特点是提供中间场转发器。

本发明的另一个特点是提供多路复用器、转换器、中间场转发器、路由器、用户端收发器/处理器以及其它将数据转换成脉冲的装置。

本发明的另一个特点是提供一种用作“家庭/电话线网路联盟(PNA)”的本地引向器的用户装置。

本发明的另一个特点是提供一种配置作为“家庭/(PNA)”的远端引向器的多路复用器。

本发明的另一个特点是一种用作一统一标准通信系统的增强的宽带交付系统。

本发明的另一个特点是用一种增强的宽带交付系统中的多路复用器作为一统一标准通信系统的一连接点。

本发明的另一个特点是使用地理位置作为一路由机制。

本发明的另一个特点是使用印刷及视频条码作为一脉冲电信数据源。

本发明的另一个特点是在传送器中包含数据和符号压缩方法及系统。

本发明的另一个特点是在传送器中包含数据和符号加密以及其它保密方法和系统。

本发明的另一个特点是包括手动和自动传输调谐及调节系统和方法。

本发明的另一个特点是使用优先级、服务类型、流标识、目的地址、中间地址、源地址、协议类型、网络状态(阻塞、可用性、路由成本、服务质量等)、保密规则保密及其它标准网络路由及转换规格来传递及转换数据。

本发明提供了一种数据传输的方法，该方法包括：产生多个基于高斯波形的脉冲，所述脉冲具有一时域标志和一宽带频域标志；通过一导电导引介质将所述多个脉冲送出，同时通过所述导引介质送出基于波的传输。

本发明提供了一种用于电话的数据传输的方法，包括：使用至少一个基于高斯波形的脉冲来表示数据，且所述至少一个脉冲具有至少部份基于与电话双绞线相关的辐射而选择的脉冲宽度；将所述至少一个脉冲在电话双绞线上发送；使所述至少一个脉冲中的数据复原；与在电话双绞线上发送所述至少一个脉冲同时，在该电话双绞线上发送基于波的传输。

本发明提供了一种在有线电视线路上的数据传输的方法，该方法包括：使用至少一个基于高斯波形的脉冲来表示数据，且所述至少一个脉冲具有至少部份基于与有线电视线路相关的辐射而选择的脉冲宽度；将所述至少一个脉冲在有线电视电缆上发送；使所述至少一个脉冲中的数据复原；与在电话双绞线上发送所述至少一个脉冲同时，在该有线电视线路上发送基于波的传输。

本发明提供了一种在数据总线上的数据传输的方法，该方法包括：使用至少一个基于高斯波形的脉冲来表示数据；将所述至少一个脉冲在数据总线上发送；使所述至少一个脉冲的数据复原；与在所述数据总线上发送所述至少一个脉冲同时，在所述数据总线上发送独立的信号。

根据以下的说明以及权利要求，本发明的这些的一个或多个和/或其它的目的、特点或者优点将会变得明显。

发明内容

本发明是一种使用脉冲传输提高导线网络带宽的系统、方法及装置。本发明的脉冲是基于一高斯波形及其多种变型的短的占空度低的脉冲，或者是多个这种脉冲的组合。这些脉冲使在金属的或其它的导电介质上以高数据速率通过延长的距离以及包括但不限于快的前沿时间、超宽的频率展开、独特的时域与频域标志等等成为可能。本发明的脉冲展示出独特的时域标志与宽带频域标志。

本发明包括使用脉冲通过诸如但不限于同轴电缆、电话双绞线、五类电缆、电力线的导电导线、其它诸如但不限于，金属轿车及卡车车身、轮船与潜艇船身、甲板及舱壁、飞机机身、结构型钢、导弹弹身、坦克车身、水管等等的电导介质以及诸如但不限于人体等等的非金属介质，或者上述的任何一种组合来传输数据。

根据本发明的一个方面，提供了一种在公共开关电话网络(PSTN)中工作的方法。脉冲在PSTN网络的噪声区之内或附近传送与接收，而该网络还可通过不同于本发明的脉冲的方式提供其它诸如语音、视频及数据服务。此外，提供了许多用于服务及产品的支援、运作、管理及交付的应用与组件。

根据本发明的另一方面，提供了一种在有线电视(CATV)网络中工作的方法。在此实施例中，在CATV网络的噪声区之内或附近发送与接收脉冲，而该网络还可通过不同于本发明的脉冲的方式提供其它诸如语音、视频及数据服务。

根据本发明的又一方面，提供了一种以一局域网工作的方法，其在局域网网络的噪声区之内或附近发送与接收脉冲，该网络可通过不同于本发明的脉冲的方式进行其它诸如语音、视频及数据通信。

根据本发明的再一方面，提供了一种以数据总线工作的方法，其在数据总线的噪声区之内或附近发送与接收脉冲，该总线可通过不同于本发明的脉冲的方式进行其它诸如语音、视频及数据通信。

另外，叙述了各种各样的为本发明的每一方面的增强，包括，但不限于统一标准通信、基于地理的路由、脉冲转换等等。

除此之外，还将叙述由发明者完成的开发工作的概述。

参照本说明的其余部份，包括附图及权利要求，将认识到本发明的其它特点及优点。本发明的更进一步的特点及优点以及本发明各种实施例的结构与运作，将结合附图在下面作详细叙述。在附图中，相同索引号指示相同或功能相似的元件。

附图说明

图1A为一在时域中的高斯单脉冲的图表。

图1B为一在频域中的高斯单脉冲的图表。

图1C为一在时域中的高斯脉冲的图表。

图1D为一在频域中的高斯脉冲图表。

图1E为一在时域中的高斯双脉冲的图表。

图1F为一在频域中的高斯双脉冲的图表。

图2A为一以电话双绞线配置的测试环境的方块图。

图2B为一以同轴电缆配置的测试环境的方块图。

图3为一根据本发明的一较佳实施例配置的PSTN网络拓扑的方块图。

图4为一根据发明的另一实施例配置的带中间场电子装置的PSTN网络拓扑的示意图。

图5为一根据发明的另一实施例配置的CATV网络拓扑的示意图。

图6为一根据发明的另一实施例配置的数据总线网络拓扑的方块图。

图7为说明光波数据链路协议(LDL)的搜索与同步方法的流程图。

图8为一封装在一LDL包中的以太网协议数据单元(PDU)的示意图。

图9为根据本发明的一实施例的LDL包通过一网络传输的示意图。

图10为一说明根据本发明的一实施例的以太网网络PDU到装置的转换流程图。

图11为一封装在一LDL包中的MPEG-2传输(TS)PDU的示意图。

图12为一根据本发明的一实施例配置的系统将视频馈给通过流传送到一终端用户的示意流程图。

图13为一包括高层系统需求的中心局的示意图。

图14为一说明可配置在一LDL管理系统中的各种组成部份的示意图。

图15为一根据本发明的一实施例的发送器的方块图。

图16为一根据本发明的一实施例的接收器的方块图。

图17为一根据本发明的一实施例的多路复用器的方块图。

图18为一根据本发明的一实施例的编解码器的方块图。

具体实施方式

本发明违背现有用于无线数据传输的脉冲无线电技术。为了将本发明介绍给读者，提供以下的技术概述作为本发明特定实施例的一个先驱。此概述目的是帮助读者理解本发明，而不应用以限制本发明的范围。

本发明的一个方面涉及一种计划用于高衰减与大电容量环境中的无线电频率系统，这一环境通常可见于诸如但不限于电话双绞线、同轴电缆、五类电缆、电力线的金属导线导体、其它诸如但不限于金属轿车与卡车车身、轮船与潜艇船身、甲板及舱壁、飞机机身、结构型钢、导弹弹身、坦克车身、水管等等的电导介质。术语“导电导引介质”用以包括以上所提的金属导引介质导体，而排除通过空气的传输或者是通过激光或者可见光纤的光传输。

本发明的脉冲是短的占空度低的脉冲。这些脉冲的持续时间及占空度随所使用的特定介质而变化。对于一诸如电话双绞线的导引介质，脉冲的中央信道频率的实际持续时间范围在300KHz与150MHz之间，分别等于2650纳秒到6.67纳秒的脉冲持续时间。电话双绞线的上部中央信道频率受限于从100MHz附近开始发生的辐射现象。每一时间单位的总的占空度可变，并取决于脉冲重复频率乘已知脉冲持续时间的积。最小的实际脉冲重复频率取决于一已知时间窗的可接受的抖动。电话双绞线环路的长度也作为使用中央信道频率以在任何特定传输距离上达到最大数据率的一个因素。环路越长，可接受的脉冲中央信道频率就越低。

对于一诸如同轴电缆的导引介质，脉冲中央信道频率的实际持续时间范围在300KHz与高达2GHz之间，分别等于2650纳秒至.50025纳秒的脉冲持续时间。本领域的技术人员会认识到，适当的中央信道频率取决于导引介质的规格、或混合规格、与干扰源的接近、绝缘体质量、接地、电缆有否屏蔽以及可能在具体应用或环境中的其它因素。

这些脉冲是基于高斯波形以及各种各样的变型，包括但不限于第一变型的高斯单脉冲、第二变型的高斯双脉冲等等、或一个或多个这些脉冲的组合。高斯波形当然是大大地以及在数学上不同于正弦波形、锯齿波形、三角波形、方波形、选通正弦波形以及该些以频率、波幅及相位调制的波形的变型。本发明的高斯波形对于提供本发明的益处是至关重要的。这些脉冲也可由一种或多种波形来形成，所述波形产生要求的特征包括但不限于快的前沿时间、超宽的频率展开、独特的时域与频域标志等等。该些脉冲展示出独特的时域标志与宽带频域标志。本发明的时域标志是具有边界明确的零交叉及峰值的周期性脉冲作时移键控的结果。本发明的脉冲在时域中的复原是通过在一取样窗口中搜索特定量能量的位置。已送出与接收的脉冲是一种时间基准，其它的脉冲可相对于它被测量。当然，由于本发明是涉及高斯波形的，基于正弦波形、锯齿波形、三角波形、方波形、选通正弦波形以及该些以频率、波幅及相位调制的波形的变型的时域标志，还有由与本发明的基于高斯波形的脉冲相反的连续相位载波产生的任何其它时域标志，都不予考虑。

因为使用前沿时间快的脉冲，频域标志性质上为超宽带。所以该些脉冲通过一非常大的频率范围传送，因而不予考虑窄带周期性信号，包括正弦波形、锯齿波形、三角波形、方波形、选通正弦波形以及该些波形的变型的频域标志。

脉冲的特征允许距离延长及系统数据吞吐率优于现有技术。必须特别注意脉冲能量在末屏蔽金属环境诸如电话双绞线中的辐射。例如，在电话双绞线上辐射约在100MHz出现，这意味着必须设计比那些用于空中或一同轴电缆的为宽的脉冲以在这一高衰减、大电容量介质中使用。

本发明的脉冲的优点在于它们独特的时域标志。这一标志让接收装置能通过一个称为相关的过程确定一脉冲的位置。相关可指示出一已送出脉冲的拷贝被一接收的脉冲信号增大时的能量一致。此一致称为自相关(相关的一种形式)，使到可在在非常精确的时间位置中探测脉冲位置。相关过程用于在非常低的信噪比(SNR)水平，甚至于低至噪声最低限度来探测脉冲。由于与相对于噪音的信号能量一致，使探测这些低SNR水平的信号是可能的。

这些在频域中的脉冲有两个优点：能够与现有在铜缆上的电信技术共存以及能够过滤并相关所接收的信号。

本发明的一脉冲将能量展开至超过中央频率的25％，这使信号被大部份窄带及面向波的通信系统视为噪音。在电话环路上，这一特征限制了与在邻近电缆上工作的其它技术的远端与近端串音干扰。而且，这一特征使本发明的基于脉冲的服务可与在同一电缆上工作的其它诸如但不限于语音、DSL服务等等共存。

图1a-1f中所示的脉冲将频率展开至超过中央频率的400％。本发明的脉冲产生的功率谱显著地比传统扩展频谱技术的宽，这使信号相比传统窄带方法可传送得更快和更远。

而且，本发明的脉冲可以作频谱整形以控制信号的带宽，限制带外的发射、带内的频谱均匀性、时域的峰值功率或适当的开/关衰减率等。这些脉冲可以用本领域中一般技术人员所知的多种方法来产生。

本发明的系统还可以每一脉冲发送一个或多个数据比特，或可以使用多个脉冲来发送单个数据比特。一个包含有规律地发生的脉冲模式的未编码、未调制的脉冲串将在频域产生一组在单个脉冲的功率频谱内的梳状线。这些梳状线标识出峰值区域，并可以对在同一或邻近导线上传送的服务带来干扰。

为了减少在上面的梳状线中所指出的峰值功率区域，可以通过用伪随机噪声(PN)码使在脉冲串中的每一脉冲相对于每一脉冲的标称位置作高频振动以便能量可更均匀地展布。一个PN码就是一组时间位置，限定了脉冲序列中每个脉冲的定位。

PN码还可以用以提供一种为在单一金属介质上工作的多个用户或装置建立独立通信信道的方法。多个用户或装置工作的随机独立时钟和不同的PN码可以设计成具有低互相关性。因此，一使用一PN码的脉冲串在统计上将很少与使用另一PN码的脉冲冲突。

除了PN码外，还有其它在同一金属介质上进行信道化的方法，例如但不限于时分多路复用、频分多路复用等等。

脉冲波形的任何特性或特性组合都可以调制来传达信息。这些特性包括但不限于波幅调制、相位调制、频率调制、时移调制、极性(翻转)调制、M元以及那些在美国专利申请号09/812,545，授予Melick等人，题名为“使用可变脉冲表示符号体系的系统与方法”中叙述的。调制可以是模拟或数字的形式。

一种简单的调制形式是可用以传送二进制信息的二进制相位调制。二进制相位调制使用单个符号，当其脉冲在一特定相位传送时传达二进制“1”，而当其脉冲在相移180度传送时传达二进制“0”。例如，以10MHz的频率传送的一系列二进制相位调制的脉冲每秒发送一千万个脉冲，产生10Mbps的符号或数据传输率。

由于调制，为更大的数据吞吐容量提供了许多M元调制方法，其中M等于每个符号的位数。一种4元调制方法为每一符号都限定了独特的脉冲中央位置。一种用于无线超宽带的M元调制方法称为脉冲定位调制(PPM)。PPM的正常实现使用一个标称位置来指示一脉冲预期到达的位置或时间。为了调制信息，PPM传送器将脉冲从其标称位置延迟或推前一时间常量。PPM接收器简单地计算其脉冲相对于其预期到达时间或位置是“早”到还是“晚”到。例如，一系列PPM脉冲可以每秒一个的速率传送。由于PPM脉冲的接收器预期脉冲以每秒一个的速率到达，就可以根据所到达的脉冲是早到250毫秒(ms)还是晚到250ms来赋以一值给所述脉冲。

为了说明，我们将以一在本发明中实现的较佳调制方法来叙述脉冲调制。脉冲调制包括使用在M元调制方案诸如PPM中提供的脉冲定位特性。不过，脉冲调制注重于计算某个脉冲离其预期的标称位置“多晚”到达，相对与PPM的方法只简单计算某个脉冲相对其预期标称位置是早到还是晚到。例如，一基于一10MHz脉冲的二元脉冲调制方案可在单脉冲的传输中传达两位信息。一10MHz脉冲传送需时100纳秒。调制将限定两时间位置，第一个是该脉冲的标称时间或预期时间。第二个时间位置比标称时间晚或在其后2.5纳秒。结果，传送单个脉冲需要总时间102.5纳秒。这产生大约9.75Mbps的数据吞吐率。

要实现一种三元调制方案，可简单地增加另一在第二个位置后2.5纳秒的时间位置，也就是在标称位置后5纳秒。

还可以用组合的调制方法来传送额外的信息。例如，如果我们继续使用前述二元脉冲调制方案并且结合相位调制，我们可以传送额外的两个值，代表在等量时间内可有总共四个不同值的组合。

在相位调制中，二元调制的发射脉冲会以0或180度的相差来发送以便可在同样的102.5ns时间有额外的两个值，。

以下的表叙述了不同的值：

通过增加可能的值组合，数据吞吐量从我们的二元脉冲调制例中的9.75Mbps倍增至我们的四元调制例中的19.5Mbps。按照上面的二元脉冲调制与相位调制例中所示，还有其它的脉冲调制方法可以彼此结合以提供种种的性能等级。

以上所示的PPM或脉冲调制方法提供了几个在解调过程中相对传统传输方法的独特优点。PPM与脉冲解调方法包括使用一相关器以解码和解调收到的本发明的PPM与脉冲信号。

匹配滤波的相关器方法通过将接收脉冲与一发射脉冲波形的拷贝或模型互相关，然后将结果过滤来实现。与一发射脉冲的模型相匹配的接收脉冲产生正相关结果，而不会产生出噪声或干扰信号。可以用一“检波最大似然性”算法来判定一脉冲是出现还是未出现。

接收器的同步硬件与软件使用一精确的时钟信号，其为每“n”个脉冲序列标记时帧的开始。这一时钟信号来自一匹配滤波器的相关器输出，所述滤波器专用于识别与时钟信号相关的独特脉冲波形，亦即是同步脉冲。同步脉冲要频繁地传送，例如每“n”个脉冲序列就送一个，以便能维持定时同步。一延迟锁定回路或相位锁定回路也是使发射与接收装置之间维持良好系统同步的方法。

本发明的脉冲因其巨大的处理增益而能够容忍干扰。例如，一具有10MHz信道带宽的直接顺序扩展频谱系统到一10KHz信息带宽能产生1000倍信息带宽的处理增益，即等于30分贝(dB)。

随着脉冲重复率的增加，一接收器可以防止接收脉冲样本的结合。在这些情况下，可以用一个副载波来增强干扰缓解以及提高相互相关信号的能力。

模范实施例

本发明的基础在于一特殊的传输定时的先验的知识以及一特殊脉冲的存在及特征。与面向波的通信系统设法析取波的含义相反，本发明仅仅集中注意一预定义的脉冲在一预定义的时间窗内，在一导电波导器诸如金属介质上的存在。该技术的关键部份是脉冲、脉冲时间和/或相位调制以及传输功率的控制。

近来在无线通信技术上的发展导致了一种新兴的的革命性的超宽带技术(UWB)，其叫做脉冲无线电通信系统(在下文称之为脉冲无线电)。尽管脉冲在性质上是宽带的，并且与无线UWB或脉冲无线电中所见的类似，但在高衰减与电容量的金属介质诸如电话双绞线环路、同轴电缆及电力线上利用它们以越过长距离的技巧是显著不同的。

为了更好地理解无线脉冲无线电对于本发明的益处，以下的脉冲无线电回顾按照以及被首先完整地于一系列的专利中叙述，包括给Larry W.Fullerton的美国专利号4,641,317(于1987年2月3日发表)、美国专利号4,813,057(于1989年3月14日发表)、美国专利号4,979,186(于1990年12月18日发表)和美国专利号5,363,108(于1994年11月8日发表)。第二代无线脉冲无线电的专利包括给予Fullerton等人的美国专利号5,677,927(于1997年10月14日发表)、美国专利号5,687,169(于1997年11月11日发表)和美国专利号5,832,035(1998年11月3日发表)。由于前述的专利叙述了在本发明中很有用的许多电路、滤波器、相关器、方法、技术等等，它们都完整地由此包括在内作为参考。

无线脉冲无线电系统的模范使用叙述在美国专利申请序列号09/332,502，题名为“用时域雷达阵列作侵入窃密检测的系统与方法”以及美国专利申请序列号09/332,503，题名为“宽区域时域雷达阵列”之中，这两专利都在1999年6月14日提交以及都已给予Time Domain公司。在这些专利中所叙述的方法与技术在本发明中都是有用的，它们被完整地在此结合作为参考。

在制造无线脉冲无线电接收器时通常要求包括一带基带信号的副载波，以帮助减少放大器漂移和低频噪声的影响。副载波通常实现为交替的反调制，其按照一已知模式且速度比数据速率快。这同一模式然后被用来倒转该过程并使原来的数据模式复原。这些副载波调制方法被更详细地叙述在给予Fullerton等人的美国专利号5,677,927中，并可能对本发明有用，所以该专利被完整地在此结合作为参考。

为了验证许多假设，发明者实现了一个如图2a和图2b所示的测试环境。本发明较佳实施例中的装置原型，如图2a所示，兼有标准和专利的特性以及包括：由3对22规格电话双绞线(TTP)地下电缆260、260’、260”、260”’组成的四个回路、任意波发生器200、阻抗匹配装置210、绕接框220、220’、微分探测器230，并且用于将所接收数据信号作预处理和后处理的计算机程序。

电缆260、260’、260”、260”’通常是由电话公司所使用的类型。电缆260、260’、260”、260”’的长度范围从大约1,740英呎到超过5,000英呎长。电缆260、260’、260”、260”’通过交叉连接使可用的总长度超过14,000英呎。

在图2b所示为本发明另一实施例的装置原型，包括任意波发生器200、2,500英呎的RG-58(50欧姆)同轴电缆250以及数字荧光示波器240。

TTP电缆260、260’、260”、260”’从不同入口终结于我们的实验室，以确保在传输与接收之间没有交叉辐射。终端是在大多数电话公司所使用的典型的绕接主框。电缆260、260’、260”、260”’在传输端接地到一个专用的接地柱以确保接地是完全的。

传输发生器是一个Tektronix AWG-710任意波发生器，能够以高达每秒四十亿个样本(4GSamp/sec)的速率从数字信息产生模拟脉冲串。该发生器能够传送高达2伏特峰对峰电压。该发生器的带宽超过1.25GHz。

接收示波器是一个Tektronix 7404数字荧光示波器。该示波器能够以20GSamp/sec抽样。该示波器的带宽超过4GHz。该示波器有与抽样率相关的特别限制。举例来说，该示波器不能以250皮秒(4GSamp/sec)来抽样发生器的输出。为了以这一速率抽样，我们现在以50皮秒(20GSamp/sec)抽样以及以五中抽一方式来将信号分样。

脉冲串的生成用MatLab和C的组合程序来完成。二进制信息用一个C例程调制入脉冲位置，而合成的脉冲串以MatLab生成。该脉冲串经由文件传送协议(FTP)传送给生成器发射。在生成器将脉冲串在传输电缆上发射时，示波器捕获脉冲串传输并将该脉冲串捕获保存到MatLab计算机以便作后处理。脉冲的同步现在由手工检查来确定，并通过将一单脉冲放置在脉冲串前几微秒来完成。这一同步脉冲用来判断脉冲串的开头。除此之外，在包括数据的已调制的脉冲流中夹杂一额外的定时脉冲进一步改善脉冲串的同步。

发明者已经用这一测试方案生成、调制、接收并解调了许多各种各样的脉冲波形及变型、PN编码方案、脉冲中央信道频率等等，以便可在整个电缆综合长度上以超过目前发展水平的数字用户线路(DSL)及有线电视(CATV)电缆调制解调器技术一到两个数量级的数据率成功地发射与接收脉冲。

除图2a和图2b中所示的基本装置以外，发明者已制造了许多专利接线板来过滤与放大发射和接收信号，以便可改善任意波发生器200与数字荧光示波器240的性能。

任意波发生器、数字荧光示波器、MatLab程序以及滤波与放大接线板还已经在一城外的本地电话公司里被接上一超过17,000英呎的有效回路。这一环境在同一电缆束中有其它技术运行，包括非对称数字用户线路(ADSL)、弹性以太网以及普通的旧式电话服务(POTS)。本发明的脉冲在这一回路上以比现用的最好的DSL技术快将近一个数量级的数据率成功地发射及接收。

而且，发明者已在其它介质诸如水管、金属轿车车身等等之上测试成功。

本发明可以配置来使用许多种网络拓扑。以下的表包括但不限于下列各项可以在回路、或点对点、或一组合中配置的拓扑。

本发明的网络拓扑可以配置来使用许多各种各样的介质进行数据传输。以下的表包括但不限于下列各项介质：

表4传输介质
	导引介质
电话双绞线(TTP)
	同轴电缆
五类导线
	电力线(长距离配电)
电力线(建筑物内)
	金属管道
铁路钢轨
	钻杆
高速公路钢筋
	交通工具框架与主体(包括轿车、卡车、坦克、飞机、坦克、起重机等)
导弹与火箭体
	金属桌子
有金属总线条的桌子和椅子(包括木桌、厨柜柜台、实验室工作台等)
	计算机装置背板
在导引介质上运行的窄带正弦波载波

本发明的网络拓扑可以配置来使用许多各种各样的方向及方法进行数据传输。以下的表包括但不限于下各项通用的方法：

表5传输方向、方法
	传输方向
单工-只可单向
	半双工-双向，同一时间只可单向

全双工-双向，可同时作双向。上行流和下行流方向在带宽上可以是对称或不对称的。
	同时接纳多用户/装置的方法
同步时分多路复用
	异步时分多路复用
码分多路复用
	频分多路复用

具体的拓扑

“最后一哩”接入网络拓扑-图3所示为本发明的较佳实施例配置成一公共开关电话网络(PSTN)拓扑，其中没有任何中间场电子装置，诸如图4中所示的数字回路传送装置(DLC)400。本发明配置于PSTN上可以运行单个专用的多路复用的脉冲顺流和逆流，或多个专用的脉冲顺流和逆流。

PSTN是一种电路开关网络，通常由电话、按键电话系统、专用交换分机主干以及数据排列来存取。PSTN中呼叫始发者与呼叫接收者之间的电路使用拨号脉冲或多频音调形式的网络信令完成。尽管长途运营商一般使用光纤网络，但本地交换运营商(LEC)和竞争性本地交换运营商(CLEC)是到家庭或企业的主要“最后一哩”链路，其一般为电话双绞线。

图3中所示的本发明的较佳实施例是一典型的没有配置中间场电子装置的LECPSTN网络拓扑以及外加一多路复用器1700，其也可以称为一UWB单元或电信接口，并在图17中被示出。汇接局305是长途电话管理局，其通过可为光纤、一无线系统等等的传输介质300使LEC经由长途交换运营商(IXC)、互联网服务供应商(ISP)、应用服务供应商(ASP)连接到其它LEC以及到对等点，诸如但不限于网络上的另一计算机、一服务器站及数据反射。汇接局305经由地下装置315与一或多个中心局(CO)310连接。地下装置315通常由诸如但不限于光纤线路的传输介质组成以传输多路复用的数字数据流。

CO 310是LEC的交换中心。CO 310是LEC所运行的所有DSL装置诸如但不限于数字用户线路存取多路复用器(DSLAM)等的共同位置点。DSLAM 311产生、调制、发射及接收来自与往主配线架(MDF)314的DSL信号。CO 310还容纳开关装置313以完成在两个或多个用户与MDF 314之间的电路，MDF是LEC的所有电话双绞线的主接线板。CO 310也将是本发明的多路复用器1700的共同位置点。该复用器产生、调制、发射及接收来自以及往MDF 314的信号。

MDF 314经由馈线分配网络335连接到终端用户，馈线分配网络335就是以25或50为一组集合在夹件中的电话双绞线、连接线对接机柜(JWIC)340和基座350。JWIC 340是一个机械式交叉连接柜，将来自MDF 314的电话双绞线经由LEC的网络中的馈线分配网络335连接到不同的基座350。

基座350是一个接线盒，用户落线335在其附近端接。用户落线335是从基座350到接口装置361的电话双绞线，接口装置361可以位于用户的建筑物360内或外。接口装置361可以是诸如但不限于图18中所示的一编解码器1800的装置。

在图3中所述的LEC将在其网络上继续运营平常的语音、媒体与数据服务。本地语音流量将继续被交换，而媒体与数据包将以现有或未来的系统与协议来处理，诸如但不限于集成服务数字网络(ISDN)、DSL、非同步传输模式(ATM)、模拟编解码器、传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)等等。本发明提供了一种协议与系统不明载波，可用来运载任何形式的数字语音、媒体及数据传输，诸如但不限于TCP/IP包、ATM帧等。正在开发一种称为光波数据链路协议(LDL)的特别协议以使这种系统可作商业应用，稍后会在本文中详细地叙述。CO 310中的多路复用器1700将在LEC网络的噪声电平或之下产生脉冲传输。

只要在建筑物360内，就可以通过电话双绞线或电线发射脉冲来建立高数据率的家庭PNA型系统。

为了从CO 310以较低数据率获得较长的传输距离，可以使用过度抽样技术如循环冗余码校验(CRC)和前向纠错(FEC)等来确保一可接受的比特差错率(BER)。

图4说明一本发明的另一实施例被配置成一个公共开关电话网络(PSTN)拓扑，其包括数字回路传送装置(DLC)柜400形式的中间场电子装置。本发明的这一网络拓扑可以运行单个专用的多路复用的脉冲顺流和逆流，或多个专用的脉冲顺流和逆流。这些脉冲以高数字的基数编码，并且在一网络上的传输噪声区之内或附近，该网络可通过不同于本发明的脉冲的方式运行语音、媒体和数据通信。

如图4所示，该本发明的另一实施例是一典型的LEC以及外加一多路复用器1700。汇接局305是长途电话管理局，其通过可为光纤、一无线系统等等的传输介质300使LEC经由长途交换运营商(IXC)、互联网服务供应商(ISP)、应用服务供应商(ASP)连接到其它LEC以及到对等点，诸如但不限于网络上的另一计算机、一服务器站及数据反射。汇接局305经由地下装置315与一或多个中心局(CO)310连接。地下装置315通常由诸如但不限于光纤线路的传输介质组成以传输多路复用的数字数据流。

MDF 314经由地下装置315发送与接收来自以及往DLC 400的多路复用的数字数据流。数字回路传送装置(DLC)400经由馈线分配网络335连接到终端用户，馈线分配网络335就是以25或50为一组集合在夹件中的电话双绞线、连接线对接机柜(JWIC)340和基座350。DLC 400为一用于增加一CO的物理可达范围的中间场电子装置。DLC 400为一模数转换器以及一为来自一用户建筑物360并回到CO 310的通信的多路复用器。在本发明的这一实施例中，DLC 400作为本发明的多路复用器1700的共同位置点。JWIC 340是一个机械式交叉连接柜，将来自MDF314的电话双绞线经由LEC的网络中的馈线分配网络335连接到不同的基座350。

在图4中所述的LEC将在其网络上继续运营平常的语音、媒体与数据服务。本地语音流量将继续被交换，而媒体与数据包将以现有或未来的系统与协议来处理，诸如但不限于集成服务数字网络(ISDN)、DSL、非同步传输模式(ATM)、模拟编解码器、传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)等等。本发明提供了一种协议与系统不明载波，可用来运载任何形式的数字语音、媒体及数据传输，诸如但不限于TCP/IP包、ATM帧等。正在开发一种称为光波数据链路协议(LDL)的特别协议以使这种系统可作商业应用，稍后会在本文中详细地叙述。CO 310中的多路复用器1700将在LEC网络的噪声电平或之下产生脉冲传输。

下面是以图3所示的本发明的较佳实施例或者以图4所示的本发明的另一实施例来获取一互联网网页的范例。一使用其LEC的交换网络上服务的用户希望使用其PC访问一来自远端服务器的网页。用户端装置，诸如但不限于PC，从内部或外部与一如图18所示的独立的或者与一装置结合的编解码器1800连接。图18显示的编解码器1800，其在一实施例中可以是一UWB调制解调器。

PC使用诸如但不限于微软互联网浏览器6.0的互联网浏览器软件，以便启动下列一般由使用标准用户-服务器架构的远端服务器以及利用一如图18所示的编解码器1800在LEC的交换网络上透过一互联网服务供应商(ISP)访问互联网所要求的步骤，以便检索以下的文件：http://www.dlblimited.com/aboutDLB.htm。

ξ 浏览器将统一资源定位符(URL)分成三个部份：

ξ 所使用的通信协议：超文本传输协议(HTTP)

ξ 所访问的服务器名称：(www.dlblimited.com)

ξ 所要求的文件：(aboutDLB.htm)

ξ PC的通信软件用TCP/IP协议栈产生一数据包

ξ PC的通信软件以点对点协议(PPP)封装该TCP/IP数

据包，该协议是一种既定标准，用于IP地址的分配和管理、异步(开始/停止)与比特导向的同步封装、网络协议多路复用、链路配置、链路质量测试、错误检测以及像是网络层地址协商和数据压缩协商这些性能的任选项协商。

ξ PC将以PPP封装的TCP/IP数据包送给一如图18所示的一为全双工装置的编解码器1800，以便通过双绞电话线传送与接收数字信息。

ξ PC可用多种方法将TCP/IP数据包传送给图18所示的编解码器1800，包括但不限于局部及外部总线诸如外设部件互连(PCI)、高级温度控制组件(TCA)、工业标准架构(ISA)、以太网、无限带(Infiniband)、通用串行总线(USB)、串行或并行、802.11无线、蓝牙等等。图18所示的编解码器1800可以是独立的或者可与另一装置结合。

ξ 图18所示的编解码器1800将数据包中包含的字节信息转换成脉冲的时间延迟，以一与LEC的电话双绞线兼容的方式调制这些脉冲，并将信号脉冲作为一以PN编码的类似噪声的信号在LEC的交换网络上连续地传送。

ξ CO 310或DLC 400容纳一多路复用器1700，将以PN编码的类似噪声的信号中包含的由典型互联网应用产生的数据转换回复成字节，字节又转换成比特，然后将这些比特调制并发出信号到包交换网络上，以便经路由到一用户的ISP。典型的互联网应用数据包括但不限于域名服务器(DNS)上的域名解析、浏览器cookie的传输、用户环境像是浏览器类型与版本的信息传输、HTTP诸如“获取及发送”操作的请求、FTP请求、Telnet请求、邮局协议3(POP3)电邮请求等等。

ξ 当诸如HTTP、FTP、Telnet、POP3的请求被履行并以包含要求的多种格式信息的数据包回应时，该过程在LEC的中心局中被倒转。该些信息格式包括但不限于文件、流、超文本链接标示语言(HTML)、图像互换格式(GIF)、联合图像专家组(JPEG)、用于信息交换的美国标准编码(ASCII)、标签图像文件格式(TIFF)、可移植文档格式(PDF)、运动图像专家组(MPEG)、MPEG 1音频层3(MP3)、二进制格式等等。

ξ CO 310或DLC 400的多路复用器1700将这些数据包字节转换成脉冲的时间延迟，并将信号脉冲在LEC的交换网络上作为伪随机编码的噪声连续地传送给原先的网页请求者。

ξ 请求者的编解码器将这些脉冲解调且转换脉冲成字节以及继而成比特，这些比特将如上面所述那样通过在网络或总线上调制以转寄给PC。

ξ PC的浏览器处理HTML标签并将网页格式化以便可显示在PC的监视器上。PC浏览器可以调用多种“插件”以提供额外的功能及显示HTML以外的数据格式。例如，用Adobe Acrobat显示PDF文件或用视窗媒体播放器播放MPEG及MP3文件以及流。

这整个过程可能要重复数次才可获取单一网页，或者以高速传送其它类型的数字数据，诸如但不限于语音、音乐、视频、软件、与一应用服务供应商(ASP)作通信、视频会议等等。

图5说明一为本发明的另一实施例的有线电视网络(CATV)，其可以运行单一或多个共用的多路复用的脉冲顺流与逆流。这些脉冲以高数字的基数编码且在一网络上的传输噪声区之内或附近，该网络可以通过本发明脉冲的以外的方式进行语音、媒体和数据通信。

有线电视网络一般以其总体带宽来分类，总体带宽等于它们所能传送的频道总数。较早的系统被指定为330MHz和550MHz。较新的系统则被指定成750MHz、860MHz及1GHz。CATV网络使用同轴和/或光纤电缆来将视频、音频与数据信号分发到住宅或其它订阅该服务的机构。具有双向能力的系统还可以将在有线网络内的多点的信号传送到一中央始发点。

CATV分配系统一般使用由一电话或配电公司拥有的公用电杆上的租用空间。在具有地下公用管道设施的地方，CATV系统一般会根据当地建筑法规及土壤条件，不是装在管道里就是直接地掩埋。

如图5所示，本发明的另一实施例是一个典型的CATV全同轴网络以及外加一多路复用器1700。起点局510是整个CATV网络所有运载信号的中心起点且通过传输介质400使CATV网络与广播节目接合，传输介质400可以是光纤电缆和/或一诸如但不限于卫星和/或媒体服务器等等的无线系统。传输介质400还可以使电缆编解码用户通过互联网服务供应商(ISP)、应用服务供应商(ASP)连接到数据源以及到对等点，诸如但不限于另一计算机、一服务器站及数据反射。

起点局510是CATV网络的多路复用与交换中心。起点局510也可为一ISP的共同位置点。起点局510容纳调制器514以从传输介质500接收输入基带信号，并产生高质量残留边带TV信号以输出到一组合器512。组合器512将几个在输入之间高度隔离的信号组成一单个输出。起点局510还是本发明的多路复用器1700的共同位置点。该复用器产生、调制、发射及接收来自一用户、诸如但不限于PSTN的交换网络以及诸如但不限于互联网的数据包网络的信号。来自组合器512的信号被送到一放大器513，其为一种低噪声高增益放大器，还能稳定甚高频(VHF)和超高频(UHF)频道输出信号电平。

放大器513发送与接收来自及往分配网络的多路复用的模拟和/或数字数据流。CATV网络是在一批准频谱内而不是通用通信介质中传送多个电视频道的特殊系统，所以该网络的拓扑是为最大分配效率而设计的，并且被称为树和枝架构。来自起点局510的信号在为同轴电缆的传输介质515上被路由到CATV节点520。CATV节点520是CATV网络中许多服务较小地理区域的分支的主分配点。CATV节点520通过由分配基座530、530’、分配放大器540组成的串联分配系统将信号经由馈线分配网络535转播至用户落线545。本发明也可适用于配置为一环形拓扑的CATV网络。

用户落线545连接到一个接口装置361，其可以是诸如但不限于一CATV分流器的装置，建筑物360中的同轴电缆从其处可以直接端接于12频道系统上的电视接收器，或者端接于一提供多于12个频道的转换器。大多数现代化的接收机和录象机都是“具备有线功能”的以及包括有访问额外系统频道所必需的转换器。提供付费服务的系统可能要求将一破密器或其它形式的转换器放在订户家里以观众能接受这些特殊服务。较新的有线系统使用可寻址的转换器或破密器，给予有线运营商控制订户所接收的频道。这一控制实现了如按观看付费这样的服务，而不需要一技师到访住宅或企业来安装该特殊服务。此外，用户落线445可以端接在一具有如图18所示的集成编解码器1800的接口装置361。

图5所叙述的CATV网络将在其网络上继续提供平常的媒体与数据服务。此外，起点局510中的多路复用器1700将在CATV网络的噪声电平或之下工作来产生传输以便可得到带宽。

此外，只要在建筑物360内，就可以通过电话双绞线或电线利用本发明的脉冲传输来建立高数据率的家庭PNA型系统。

下面是以图5所示的本发明的CATV实施例来获取一互联网网页的范例。一使用其CATV供应商的网络服务的用户希望使用其PC访问一来自远端服务器的网页。用户端装置，诸如但不限于PC，从内部或外部与一如图18所示的独立的或者与一装置结合的编解码器1800连接。

PC使用诸如但不限于微软互联网浏览器6.0的互联网浏览器软件，以便启动下列一般由使用标准用户-服务器架构的远端服务器以及利用一如图18所示的编解码器1800在CATV网络上透过一互联网服务供应商(ISP)访问互联网所要求的步骤，以便检索以下的文件：http://www.dlblimited.com/aboutDLB.htm。

ξ 浏览器将统一资源定位符(URL)分成三个部份：

ξ 所使用的通信协议：超文本传输协议(HTTP)

ξ 所访问的服务器名称：(www.dlblimited.com)

ξ 所要求的文件：(aboutDLB.htm)

ξ PC的通信软件用TCP/IP协议栈产生一数据包

ξ PC的通信软件以点对点协议(PPP)封装该TCP/IP数据包，该协议是一种既定标准，用于IP地址的分配和管理、异步(开始/停止)与比特导向的同步封装、网络协议多路复用、链路配置、链路质量测试、错误检测以及像是网络层地址协商和数据压缩协商这些性能的任选项协商。

ξ 图18所示的编解码器1800将数据包中包含的字节信息转换成脉冲的时间延迟，以一与CATV供应商的同轴电缆兼容的方式调制这些脉冲，并将信号脉冲作为一以PN编码的类似噪声的信号在CATV供应商的网络上连续地传送。

ξ 起点局510容纳一多路复用器1700，将以PN编码的类似噪声的信号中包含的由典型互联网应用产生的数据转换回复成字节，字节又转换成比特，然后将这些比特调制并发出信号到包交换网络上，以便经路由到一用户的ISP。典型的互联网应用数据包括但不限于域名服务器(DNS)上的域名解析、浏览器cookie的传输、用户环境像是浏览器类型与版本的信息传输、HTTP诸如“获取及发送”操作的请求、FTP请求、Telnet请求、邮局协议3(POP3)电邮请求等等。

ξ 当诸如HTTP、FTP、Telnet、POP3的请求被履行并以包含要求的多种格式信息的数据包回应时，该过程在CATV起点局510中被倒转。该些信息格式包括但不限于文件、流、超文本链接标示语言(HTML)、图像互换格式(GIF)、联合图像专家组(JPEG)、用于信息交换的美国标准编码(ASCII)、标签图像文件格式(TIFF)、可移植文档格式(PDF)、运动图像专家组(MPEG)、MPEG 1音频层3(MP3)、二进制格式等等。

ξ 起点局510的多路复用器1700将这些数据包字节转换成脉冲的时间延迟，并将信号脉冲在CATV供应商的网络上作为伪随机编码的噪声连续地传送给原先的网页请求者。

图6说明一将本发明用作例如一在汽车使用的高速数据总线的实施例。发明者已在一轻运货车的金属部份测试过本发明脉冲信号的发射及接收。

数据总线网络可以运行单一或多个共用的多路复用的脉冲顺流与逆流。这些脉冲以高数字的基数编码且在数据总线网络的噪声区之内或附近，该网络可以通过本发明脉冲的以外的方式进行语音、媒体和数据通信。

图6说明的数据总线网络由许多与属于一导引介质的数据总线670连接的部件组成。这些部件包括一主数据总线模块600，其控制该领域中众所周知的各种电子控制模块，包括但不限于引擎控制模块610、高压交流(HVAC)控制模块611、传输控制模块612及暂停控制模块613。此外，主数据总线模块600控制许多通过数据总线670与数据总线网络连接的传感器，包括与数据总线网络连接的多传感器模块620和单传感器模块630。为清晰起见，每一类型的传感器模块皆仅仅显示一个，但现实中的一辆最新产品年度车辆上可以有多达50个传感器。还有与数据总线网络连接的是一多媒体控制器650，其管理各种各样的输入，包括但不限于GPS输入660、音频输入661、游戏输入662及视频输入663，这些输入经由数据总线670分配到游戏单元640、音频单元641、GPS单元642及视频单元643。

主数据总线模块600、引擎控制模块610、HVAC控制模块611、传输控制模块612、暂停控制模块613、多传感器模块620、单传感器模块630、游戏单元640、GPS单元642、视频单元643和多媒体控制器650都设有如图15和16所示的本发明的传送器和接收器。

所示的数据总线670为两导体，但也可以是单一导体。数据总线670可以是一诸如电力线、屏蔽或末屏蔽电缆等等的导体。

主数据总线模块600与多媒体控制器650是数据总线网络的多路复用及交换部件。

数据总线网络可以选择性地像一以太网般工作。

数据总线网络是协议不明的，能使用任何协议，包括但不限于智能交通系统数据总线(ITSDB)和用于军用车辆、航空器、导弹、火箭等的MIL-STD-1553。而且，这些协议可以封装于本发明中所述的LDL协议中。

汽车中的数据总线网络的另一实施例中，传感器类似被动无线电频率识别(RFID)技术而可用无线无线电频率能量启动，并且与一数据总线670连接，该数据总线670是车辆的金属部份，包括车身、框架、引擎等。在此实施例中，可以减少或除去昂贵的电力和信令布线。

尽管图6说明的是在汽车或其它交通工具中的数据总线网络，但本领域的技术人员将认识到数据总线网络适合于一诸如监控和数据采集(SCADA)应用系统的应用，诸如但不限于控制器局域网络总线(CAN)。在这些实施例中，数据总线670可以是独特的导引介质，诸如但不限于，建筑物中的结构型钢或钻机应用中的钻杆等等。

光波数据链路(LDL)协议

本发明是传输协议不明的。本系统可以配置来使用标准化的或专利的传输协议。标准化的网络与传输协议包括但不限于以太网、非同步传输模式(ATM)、同步光网络(SONET)、基于IP的协议诸如文件传输协议(FTP)、传输控制协议(TCP)、超文本传输协议(HTTP)、网间包交换(IPX)、动态图像专家组(MPEG)、MPEG-1音频3(MP3)及系统网络架构(SNA)。

光波数据链路(LDL)是一种专利的数据包架构，其计划用于本发明的较佳实施例的电话双绞线网络之上，特别考虑了每一用户都可得到高带宽带来的冲击。LDL协议设计成可轻易地适用于本发明的其它实施例，包括但不限于CATV、LAN及数据总线。而且，LDL可以与其它标准化或专利数据传输系统及方法一起使用。

LDL基于Lucent的简单数据链路协议(SDL)和互联网工程任务组(IETF)的题名为“在简单数据链路上使用具有像ATM组帧的SONET/SDH的点对点协议”的RFC 2823。LDL封装了诸如互联网协议(IP)、网间包交换(IPX)等的协议数据单元(PDU)，以便用本发明的数据传输系统进行传送。LDL使用某些与SDL所提供的相同的构造。在以下的表6至表9中说明了LDL帧。

LDL标题包括两个区段，在一起使用时起LDL的帧分隔符的作用。每个发送的LDL帧都要求一完整的LDL标题，其包括LDL有效负载数据长度(PDL)及LDL有效负载长度CRC区段。

LDL有效负载数据长度包含在LDL有效负载数据区域内所含字节的数量。其值规定了所发送的LDL帧类型。例如：

ξ 空载(PDL＝0)：不发送LDL专用与有效负载区域，因此也不需要LDL校验。只将LDL标题以一组四个空值字节来发送。

ξ 链路层编码(PDL＝1)：不发送LDL有效负载区域。结果，LDL专用区域的校验和被包含在2字节的LDL校验区段之内。

ξ 操作及测量(OAM)信息帧(PDL＝2或3)：4字节的LDL专用区域包含OAM数据。不发送LDL有效负载区域。结果，LDL专用区域的校验和被包含在2字节的LDL校验区段之内。

ξ 协议数据单元(PDU)传输帧(4＜PDL＜＝65,535)：此LDL帧用于封装未加工的PDU以在多个LDL装置间传送。LDL专用与有效负载区域会传送以及LDL校验包含由计算LDL专用与有效负载区域得出的4字节CRC。

有效负载长度CRC包含在LDL有效负载数据长度中所含的LDL有效负载长度的CRC-16或CRC-32计算结果。

LDL专用区域由4个字节构成，分成在图表9中所述的用于LDL帧优先级、帧类型、广播类型和流ID的3个字节。除了LDL空载帧，每一LDL帧都需要由6个字节组成的LDL专用区域。

LDL有效负载区域包括将要在多个LDL装置间传送的封装PDU。当LDL帧包括一有效负载时，LDL有效负载区域的大小在最少4个字节到最多65,535个字节之间。

16和32位循环冗余码校验(CRC)是基于多项式算术的算法，所赋予的一CRC值等于将LDL专用与有效负载数据区域(如果使用)除以代表一多项式的除数所得出的余数。它可以处理任一大小的任何有效负载，因此有效负载与LDL专用区域结合的长度就不成问题。LDL空载帧不包含CRC，而CRC域的大小取决于所使用的LDL帧类型。

LDL通话以搜索与同步过程开始。图7为该过程的流程图。

LDL的字节被接收到一字节缓冲器或者其它存储器及存储超高速缓存机制中，所述字节接着由LDL解码器来处理。搜索在字节缓冲器的开头开始，并比较当前字节的CRC-16值与下一字节的值。如果不匹配，则丢弃当前字节，过程移至缓冲器中的下一字节。

如果这两个值匹配，则可知道找到一有效的LDL长度字节的可能性极高。利用这就是实际长度的假定，进行一次计算来判定下一个LDL帧长度及CRC-16值字节的位置，以便对接下来的帧再次进行比较。如果比较还是成功，则假定已与LDL帧流达到同步。

先有技术已注意到某些传输方法在传送很长的连续的相同数据值时会遇到问题，结果是开发出将数据编码的方法。将在网络上传输的数据编码增加了任何已知数据流中从二进制值“1”转换到“0”以及从“0”到“1”的密度。编码是通过将数据流与编码模式耦合以产生包含足够的所述转换以减少传输问题的数据模式来实现的。由于本发明的物理传输的性质，在为传输数据作准备时在LDL实施编码的需要有限，即使有的话。

网络PDU帧限定了封装在LDL内并且在能够使用LDL协议的装置间传输的网络元件。表10至13限定了可以包含在LDL数据区域内传输的网络PDU类型，诸如但不限于以太网及MPEG的PDU帧的大纲。

以太网802.3的最小帧大小是64字节，而最大帧大小是1518字节。应当注意到以太网标准并不把开端或起始帧分隔符包括作为帧长度的一部份。

最小的以太虚拟局域网(VLAN)802.3ac帧大小是64字节，而最大的帧大小是1522字节。应当注意的是对以太网长度的某些参照并不包括开端或起始帧分隔符。

千兆以太网802.3z的帧大小除了从目标MAC地址域至扩展区段的长度为最小512个字节以外，与以太网802.3的相同。

以下的表限定了MPEG传输PDU的结构。

LDL协议未来将设计成灵活度足够处理最大为9,000字节的以太网特大帧。

由于LDL是建立在SDL的构造上，因此LDL帧可以作很小或不改动而以其当前格式被交换到SONET网络上。但是，在放置到SONET网络上之前，有效负载可能需要编码。

除了不会传输开端、起始帧分隔符、填充及帧校验序列以外，将以太网网络PDU封装入LDL不涉及变更原来的以太网网络PDU。因为它们不会在LDL有效负载中承载，在通过传输到达远端后将会重新产生。

图8所示为以太网网络PDU在一LDL包内的封装。

图9所示为本发明的LDL包通过一网络传输的流程图。

在电话中心局、CATV起点或者一作为将以太网网络PDU传输到正确装置的控制器的装置中的多路复用器上需要一以太网网络PDU转换表。当一装置或服务准备好，一MAC或网络协议绝对地址将被赋予一特别的LDL流ID。图9说明了一源自一在CO方互连的网络的网络PDU经过传输光纤到达一用户终端设备(CPE)的流程。

以太网网络PDU地址到LDL流ID的表包括建立一LDL帧所需要的映射信息。此外，网络PDU被封装入LDL帧，然后该LDL帧接着被路由到适当的装置。在以太网情况下，CO装置将维护一MAC地址库以便将它们以一在稍后所述的方式指派给CPE装置。

图10为一说明以太网网络PDU到装置的转换流程图。

将MPEG-2传输(TS)网络PDU封装入LDL不涉及变更原来的MPEG-2PDU。MPEG-2PDU的传输与以太网PDU的并不完全一样，还涉及到将该MPEG-2PDU封装入LDL以及在类似于图10上面的LDL传输器上传输。

图11是一封装在一LDL包中的MPEG-2TS PDU的一示意图。

和以太网传输的要求不同，将MPEG封装入LDL将发生于LDL传输器核心之外。LDL传输器核心系统将接收已封装入LDL的MPEG-2TS包。这一设计的主要目的是：

ξ 将LDL传输器核心的范围减小到以传输为中心的活动

ξ 将对应用组件的应用与服务控制移到LDL传输器之外

图12是说明一配置作将视频馈给通过流传送到一终端用户的系统的示意流程图。第一部份是包括CO和CPE装置的系统以在传输器上传送LDL帧。第二是以太网系统以说明以太网网络PDU在CO网络互连以及与CPE装置连接的用户之间的传输。第三部份是基于MPEG的视频广播应用程序以将MPEG-2传输(TS)帧从一视频起点广播到一在位置上远离CPE装置的机顶盒(STB)。

重要的是要注意该系统主要聚焦在传输器，而用于视频馈给选择以及其它诸如随选视频与音频的增值功能的应用控制逻辑是由一通过诸如SONET或千兆以太网的高速互连而互连到框架上的应用系统来提供。由于LDL源自于SDL，而SDL最初是为在SONET网络内使用而建立的，因此SONET能够轻易地容纳视频应用产生的LDL包。

STB或其它视频应用装置将能通过LDL将信息送回到视频系统，信息然后会转发回到基于CO的视频起点及其管理系统。这一互连可以像SONET那样完成。

如果将视频结合到该具体架构，则CPE与CO之间的每个连接将具有至少一视频流。如果传输器为在CPE位置的多于一个的视频装置提供视频，则有几种可能的不同配置：

所有视频MPEG帧都被多路传输到单一流之上。此配置在图12中说明。在此配置中，如果CPE方要求四个视频馈给，则全部四个视频馈给会分配到一指定给MPEG/视频馈给的流，而该多路传输的MPEG帧的单一馈给将从LDL帧中被析取并发送给CPE视频应用系统，例如一STB。在使用单一视频应用系统或STB管理所有视频馈给时，此配置较佳。

所有视频MPEG帧都分配到其专用流。在此配置中，如果CPE方要求四个视频馈给，则全部四个视频馈给都将会分配到其自有的流。在CPE装置接收到给一特定流的帧后，将会从LDL中析取MPEG帧并将其发送到与被分配到该特定MPEG馈给的装置互连的CPE视频应用系统，例如一STB。在每一视频馈给或MPEG流皆要求一视频应用系统或STB时，此配置较佳。

懂得本揭示益处的本领域技术人员将认识到，“数据存储”涉及一内容广泛的数据与信息存储用的方法及系统列表。它可以包括许多方法，例如文件使用、ASCII文件、数据库、关系数据库、基于索引的数据库、CD、磁存储器、光存储器、分布式数据与数据库、复制数据与数据库、RAM、ROM、反射数据存储器、超高速缓存以及本地或远端存储系统。

而且，这些数据可以许多格式表示，包括但不限于二进制、ASCII、EBCDIC、外国语文集、MPEG、MPEG-2、MP3、文本及可扩展标记语言(XML)。数据可以是组编或未组编的，可以存储在某些形式的数据库中，包括但不限于Oracle、Sybase、Microsoft SQL、MySQL、Velocis、Ingres、Postgres、混杂数据库以及专利的非公用的数据库方法及系统。

而且，本领域技术人员还将注意到，“信息交换”涉及在一或多个实体之间的通过许多可能的传送装置的信息传送。“信息交换”用的传送装置包括但不限于有线或无线网络，包括有光纤、SONET、以太网、千兆以太网、CDMA、超宽带、MegaBand、内部与外部总线、Infiniband、高级TCA、外设部件互连(PCI)等等。“信息交换”传输可以包括许多不同的协议，包括但不限于基于IP的协议、TCP/IP、IP、系统网络架构(SNA)、FTP、HTTP、IPX/SPX、Netbui、Novell等等。

“信息交换”包括但不限于数据、文本、记录、文件及其它形式的电子编码数据。

“信息交换”限定的实体包括构成较佳实施例的单元、较佳实施例中的子系统或一单元的子单元。此外，一实体可以包括某个第三方系统或第三方系统的子系统。

“信息交换”也包括一套方法及第三方产品，诸如但不限于XML、符号最优汇编程序(SOAP)、公用对象请求代理程序体系结构(CORBA)、Tibco、中间层、网格计算、DCE等等。此外，“信息交换”包括使用私有专利的及公用标准的格式与保密方法，包括但不限于加密及加密套接协议层(SSL)。

“信息交换”还包括一套推的方法，其中信息从一或多个单元推到一或多个单元。相反地，“信息交换”可以包括一套拉的方法，其中信息从一或多个单元被拉到一或多个单元。

以下所述的管理系统计划用于本发明的较佳实施例的电话双绞线网络之上，特别考虑了每一用户都可得到高带宽带来的冲击。该管理系统设计成可轻易地适用于本发明的其它实施例，包括但不限于CATV网络。

如图14所示的服务管理系统1400包括多个服务应用程序，其可以是一种由一或多个计算机应用程序、软件模块、计算机程序包括：记帐与收入应用程序1403、操作与管理应用程序1404、服务与用户供应应用程序1405、市场与销售支援应用程序1406、服务质量(QoS)应用程序1407所组成的组合。

本领域技术人员可以认识到，服务管理系统1400内的服务应用程序可以依赖并与其它服务应用程序结合。这方面的例子有市场与销售支援1406需要存取在服务与用户供应应用程序1405以及记帐与收入应用程序1403中所包含的用户帐户信息及程序的需求。

而且，服务应用程序可能需要其它驻留在服务管理系统1400外的单元上的支援性单元。这些其它单元可以包括较佳实施例的其它组件，诸如但不限于图17所示的多路复用器1700以及图3与图4所示的线路接口装置编解码器361。

其它在服务管理系统1400之内的服务应用程序的支援性单元包括属于较佳实施例之外的第三方系统和数据库。这方面的例子包括但不限于视频与音频服务供应商、游戏供应商、应用服务供应商(ASP)、电子邮件服务、统一标准通信、紧急情况广播及通知等等。

服务管理系统1400的硬件架构可以包括集中式、分布式或网格式计算模型，并且可以包括一个或多个处理装置的组合，诸如但不限于像是IBM 3090、IBMRS/6000、PC的各种大型机以及像是HP、Sun、Compaq的工作站。

每一处理装置可以规定操作系统的需求和选项。操作选项包括，但不限于许多像是Red Hat Linux及HP-UX的Unix变型、诸如MVS/TSO的IBM大型机操作系统、Microsoft Windows、像是eCos、VxWorks、QNX的嵌入式操作系统以及硬件。

此外，硬件架构可以由集中式或分布式媒体储存装置组成。这些媒体装置可以包括标准的诸如硬盘、软件及磁带的磁存储系统、光存储装置、媒体存储阵列、超高速缓存及存储器。对于处理装置来说，这些媒体储存装置可以为本地的或远端的，并可以通过例如SCSI、PCI、Infiniband的局部总线、像是iSCSI、FiberChannel的网络化总线、诸如NFS和TCP/IP的通信协议与一或多个硬件装置互连。

服务管理系统1400组件用的数据可以存储在诸如ASCII文本、二进制、压缩的等等标准文件格式以及在存储器或者在一诸如但不限于Oracle、Sybase、Microsoft Access、MySQL、DataSpace及一混杂数据库的数据库中。

在支援某些服务管理系统1400及其相关的服务应用时，可以全部或部份地实施第三方应用程序包及引擎，包括但不限于：Matrixsoft的加速经营过程用的eMatrix、用户维护与记帐用的Amdocs、用于用户维护与支援系统的Peoplesoft、Siebel及Athene软件产品、以及诸如购物车、信用卡处理的在线购物技术及像是Apache的互联网网页服务器。

为服务管理系统1400及其相关的服务应用而开发的额外软件可以用许多软件语言来制作，包括C、C++、PHP、ASP Vbscript、Java、SQL、嵌入式SQL、ODBC、COBOL以及可以包括使用由第三方产品提供的各种应用编程接口。

进入服务管理系统1400及服务应用程序的用户界面1409可以通过许多方法产生，包括但不限于一网页浏览器、一PDA、一电话及一蜂窝电话。而且，源自较佳实施例中的诸如机顶盒或互联网装置等组件的用户存取或服务管理系统1400请求可以由如图3和图4所示的多路复用器1700接收。

记帐与收入支援系统1403为开帐与收入的许多方面提供支援，包括但不限于记帐、价格管理、用户使用记录的处理与评价、产品与服务包的管理(规划、促销、折扣、数量)、销售佣金、税金等等。

操作与维护(OAM)1404-本发明的较佳实施例的单元将搜集并维护涉及能在较佳实施例的性能及操作方面提供透彻理解的信息。

性能与操作指标的例子包括但不限于对事务处理、网络事务处理、存储器使用率、处理器使用率、用户存取信息、数据库事务处理、输入/输出事务处理(总线、硬盘、网络、卡片)、硬盘事务处理、超高速缓存事务处理、网络使用率、网络溢出、网络改换路由、网络阻塞及服务中断的统计数字。

OAM信息可以通过上面在“数据存储”中所略述的方法存储在监控及搜集OAM指标的装置上，或者推送给一在较佳实施例中或第三方系统上的“数据存储”元件。

同样，OAM信息可以如上面在“信息交换”的限定中所略述的那样与其它的服务管理系统1400的诸如服务质量应用程序1407的应用程序交换。此外，OAM可以如上面在“信息交换”的限定中所略述的那样与一网络运营中心(NOC)内的第三方系统交换信息，例如但不限于HP OpenView或其它网络监控与运用系统。

服务供应应用程序1405-服务供应应用程序1405负责向较佳实施例的用户供应服务。当某个用户希望添加、删除或改变诸如互联网与视频服务的服务时，服务管理系统1400的供应应用程序1405主要负责管理组成较佳实施例的许多组件之间的改变请求。

例如，如果一用户希望添加互联网服务，服务供应应用程序1405将向多路复用器1700发出一个分配资源的请求以及实施其他操作以便可在终端用户与互联网之间作互联网服务传输。而且，服务供应应用程序1405将向图3和4所示的终端用户接口装置361发送一个请求，指令其分配资源并执行启动互联网服务的程序。还可能有来自服务供应应用程序1405到任一或多个较佳实施例组件以分配资源及执行启动服务程序的额外请求。

而且，服务供应应用程序1405可以响应请求并向任何其它支援供应服务的服务管理应用程序发出请求。

在某些情况下，为一用户供应服务可能需要将资源分配与服务的启动请求给第三方系统以及服务程序以存取较佳实施例，包括但不限于视频馈给、互联网服务及电话服务。

例如，如果一用户希望订阅一特别的音乐流服务，而该服务由一第三方服务供应商提供及控制其存取，则服务供应应用程序1405将代表请求该服务的用户请求该第三方服务供应商开始发送一特定的音乐流到服务管理系统1400或多路复用器1700。

类似地，如果一用户决定中止该音乐流订阅服务，则服务供应应用程序1405将发送一请求给第三方服务供应商。

管理系统1400与第三方服务供应商之间的任何通信指令方法。

对服务供应系统1405的请求可以源自任何与管理系统1400互连的组件。

在接收到一服务供应请求后，服务供应系统1405可能向图14所示的其它系统发送额外的请求。

市场与销售支援1406-服务管理系统1400的市场与销售支援应用程序1406负责搜集与处理和市场与销售分析有关的信息。例如，关于由本发明所提供服务的使用信息可以作独立或综合分析，以确定服务的普及程度及其它的用户规格以修整较佳实施例的服务供应、用户服务包等等。

此外，市场与销售支援1406的组件可以包括使用第三方系统，包括但不限于Athene的iCRM套件、APT Churn^TM和APT Profitability^TM软件产品以确定产品的盈利性以及以流线式提供用户服务。这些第三方系统可以与也可以不与服务管理系统1400共处，并且可以包括共用或交换较佳实施例中所含的数据。

而且，市场与销售支援系统1406还可以包括使用网站统计和日志工具，诸如但不限于WebTrend以分析较佳实施例的以网络激活的产品及服务的使用情况。

服务质量1407-服务质量应用程序1407负责管理较佳实施例中的资源及其它组件以向较佳实施例的用户提供优质服务。由较佳实施例所提供或供应的产品及服务所要求的服务质量根据许多参数，其包括但不限于用户服务级别协定(SLA)，服务质量应用程序1407主要负责管理在构成本发明的许多组件之间的以服务质量导向的请求。

如果服务质量应用程序1407确定有代表较佳实施例的用户来调整资源和/或性能的必要，则服务质量应用程序1407将向所要求的单元、服务应用和第三方系统发出这样的请求。

而且，如果需要一个或多个较佳实施例单元、服务管理系统应用程序和第三方系统之间的一个或多个操作来支援服务质量，则服务质量应用程序1407将向所要求的单元、服务应用和第三方系统发出所要求的请求。

网络激活的产品与服务1408-如先前所提的那样，有几种进入本发明较佳实施例的接入方法。其中那些所列出的以网络激活的服务与产品，其一般是由一以浏览器激活的的装置来接入，诸如但不限于计算机或个人数字助理(PDA)。这些装置一般运行某种形式的浏览器软件，诸如但不限于Microsoft的Internet Explorer或Netscape的浏览器。

通过全部或部份地以网络激活这些应用程序，较佳实施例的用户可以接入服务管理系统1400的应用程序的各分段。以网络激活一应用程序意味着用户可以经由使用浏览器来控制应用程序的部份分段。

较佳实施例中的以网络激活的应用程序分段的例子包括但不限于存取与修改用户帐户与记帐信息、诸如在线聊天、即时报文发送及求助说明网页的访问用户维护及求助说明应用程式、像是请求一随选多媒体馈给的订阅服务以及订购服务及产品等等。

图15为一根据本发明的一实施例的发送器的方块图。图16为一根据本发明的一实施例的接收器的方块图。本发明的发送器和接收器由下面的功能项目组成，包括但不限于配置、系统操作与管理、脉冲的产生、脉冲串的产生、包括滤波与相关性的信号处理、脉冲同步、软件管理与配置、功能部件控制、以太网配置、开发与实时调试能力以及网络交换与路由能力。

发送器与接收器可以由硬件和软件部份构成以产生上述的功能，包括但不限于：现场可编程门阵列(FPGA)、FPGA知识产权核心、专用集成电路(ASIC)、处理器、装置驱动、数字信号处理器(DSP)、以太网、火线(FireWire)、开放式外围总线、直接存储器存取(DMA)、实时操作系统(RTOS)、调试端口、微内核、存储器(RAM、ROM、闪存、硬盘)、存储器管理、文件管理、数模转换器、模数转换器、锁相环路、时钟及其它本领域技术人员公认的要将组件集成入发送器与接收器所必需的标准电子部件、接线板及机架。

图17为一多路复用器的方块图。多路复用器1700能够将两个以上的引入的数据输入A、B及C合并入一与线路插件1704、1704’、1704”及1704”’上的输入/输出(I/O)端口A、B及C连接的公用传输介质。多路复用器1700能够时分、码分和/或频分多路复用。

多路复用器1700由控制平面子系统1701、数据平面子系统1702、主干平面子系统1703(为清晰起见仅示出一个)以及线路插件1704、1704’、1704”及1704”’组成。线路插件1704、1704’、1704”及1704”’由图15和16中所示的发送器1500和接收器1600构成。

图18说明了线路接口装置361的基本组件。线路接口装置361由一由一发送器1500和一接收器1600组成的收发器、用于连接传输介质1801和1802的端口、一用于连接信号线1807的端口、一可选配的处理器1810及一可选配的存储器1820构成。线路接口装置的收发器处理在诸如但不限于PC、机顶盒等等(未示出)的用户装置与图17、图3、4及5所示的多路复用器1700之间的通过传输介质1801的数据信号传送与接收。传输介质1801为一诸如但不限于电话双绞线、同轴电缆、CAT-5电缆、电力线等的金属导引介质，但不包括光纤及无线介质。

用户将一诸如但不限于PC、机顶盒或家庭联网路由器的装置(未示出)通过传输介质1802与线路接口装置361上的一端口连接，以便从一远端源发送及接收数据。传输介质1802的端口可以包括适合于电话双绞线的RJ-11插孔、给以太网连接的RJ-45插孔、IEEE 1394火线连接、USB、RS-232、PCMCIA插槽、光纤等等。PCMCIA插槽可以用作诸如但不限于蓝牙、802.11a、802.11b、超宽带等的系统的无线集成点。为清晰起见仅示出了一个传输介质1802端口，但线路接口装置可以配置所需要的任何组合的额外端口。

上面已叙述了本发明的总体、一实验室原型，以及本发明的一较佳实施例和另一实施例以及各个方面。本发明的本领域技术人员将会认识到并能够以属于本发明的启发的所述方法及系统来实践额外的变型。因此，所有这样的改变与补充都被视为在本发明的保护范围内，而该范围仅由在此所附的权利要求所限定。

Claims

1.一种数据传输的方法，其特征在于所述的方法包括：采用至少一个脉冲来表示数据，所述脉冲基于一至少部分基于一导电导引介质的特性的高斯波形；通过所述导电导引介质将所述至少一个脉冲送出；使所述至少一个脉冲中数据复原，以及

其中，所述至少一个脉冲与通过所述导电导引介质的基于波的传输共存，

其中，所述至少一个脉冲以高数字的基数编码，并且在所述基于波的传输的噪声区之内或附近，

其中，所述至少一个脉冲是短的占空度低的脉冲，其持续时间和占空度随所使用的特定介质而变化，且所述至少一个脉冲展示出独特的时域标志，所述时域标志是具有边界明确的零交叉及峰值的周期性脉冲作时移键控的结果。

2.根据权利要求1所述的数据传输的方法，其特征在于表示数据的步骤包括通过修改与所述至少一个脉冲中的每一个脉冲相关的一时域标志来表示数据。

3.根据权利要求1所述的数据传输的方法，其特征在于所述至少一个脉冲包括多个脉冲以及用脉冲之间的可变间隔表示数据。

4.根据权利要求1所述的数据传输的方法，其特征在于用所述至少一个脉冲的可变脉冲特性表示数据。

5.根据权利要求1所述的数据传输的方法，其特征在于所述导电导引介质是选自由同轴电缆、电话双绞线、5类电缆、电力线以及金属体组成的组。

6.根据权利要求1所述的数据传输的方法，其特征在于使所述至少一个脉冲中数据复原的步骤包括使至少一个至少部分基于所述至少一个脉冲的一时域标志的脉冲中数据复原。

7.根据权利要求1所述的数据传输的方法，其特征在于所述的方法进一步包括至少部分基于所述导电导引介质选择高斯波形的特性。

8.根据权利要求1所述的数据传输的方法，其特征在于表示数据的步骤包括基于所述至少一个脉冲的时限使用m元调制方案。

9.根据权利要求8所述的数据传输的方法，其特征在于m是至少2的整数。

10.一种数据传输的方法，其特征在于所述的方法包括：产生多个基于高斯波形的脉冲，所述脉冲具有一时域标志和一宽带频域标志；通过一导电导引介质将所述多个脉冲送出以与通过所述导电导引介质送出的基于波的传输共存，其中，所述脉冲以高数字的基数编码，并且在所述基于波的传输的噪声区之内或附近，其中所述脉冲是短的占空度低的脉冲，其持续时间和占空度随所使用的特定介质而变化，且所述脉冲展示出独特的时域标志，所述时域标志是具有边界明确的零交叉及峰值的周期性脉冲作时移键控的结果。

11.根据权利要求10所述的数据传输的方法，其特征在于所述导电导引介质是缆线。

12.根据权利要求10所述的数据传输的方法，其特征在于所述导电导引介质是电话线。

13.根据权利要求10所述的数据传输的方法，其特征在于所述的方法进一步包括接收所述多个脉冲并析取与所述多个脉冲相关的数据。

14.一种数据传输的方法，其特征在于所述的方法包括：使用脉冲持续时间为0.50025ns至2650ns的至少一个脉冲来表示数据，且所述至少一个脉冲基于高斯波形；在导电导引介质上发送所述至少一个脉冲以与通过所述导电导引介质的基于波的传输共存；通过运用确定与所述至少一个脉冲相关的位置的相关性，复原所述至少一个脉冲中的数据，其中，所述至少一个脉冲以高数字的基数编码，并且在所述基于波的传输的噪声区之内或附近，其中所述至少一个脉冲是短的占空度低的脉冲，其持续时间和占空度随所使用的特定介质而变化，且所述至少一个脉冲展示出独特的时域标志，所述时域标志是具有边界明确的零交叉及峰值的周期性脉冲作时移键控的结果。

15.根据权利要求14所述的数据传输的方法，其特征在于所述导电导引介质是选自由同轴电缆、电话双绞线、5类电缆、电力线以及金属体组成的组。

16.一种用于电话的数据传输的方法，其特征在于包括：使用至少一个基于高斯波形的脉冲来表示数据，且所述脉冲具有至少部分基于与电话双绞线相关的辐射而选择的脉冲宽度；将所述脉冲在电话双绞线上发送；使所述脉冲中的数据复原；在电话双绞线上发送所述脉冲以与在该电话双绞线上发送的基于波的传输共存，其中，所述脉冲以高数字的基数编码，并且在所述基于波的传输的噪声区之内或附近，其中所述脉冲是短的占空度低的脉冲，其持续时间和占空度随所使用的特定介质而变化，且所述脉冲展示出独特的时域标志，所述时域标志是具有边界明确的零交叉及峰值的周期性脉冲作时移键控的结果。

17.根据权利要求16所述的用于电话的数据传输的方法，其特征在于所述脉冲中的每一个脉冲的中央信道频率在300KHz和150MHz之间。

18.一种在有线电视线路上的数据传输的方法，其特征在于所述的方法包括：使用至少一个基于高斯波形的脉冲来表示数据，且所述脉冲具有至少部分基于与有线电视线路相关的辐射而选择的脉冲宽度；将所述脉冲在有线电视电缆上发送；使所述脉冲中的数据复原；在有线电视线路上发送所述脉冲以与在该有线电视线路上发送的基于波的传输共存，其中，所述脉冲以高数字的基数编码，并且在所述基于波的传输的噪声区之内或附近，其中所述脉冲是短的占空度低的脉冲，其持续时间和占空度随所使用的特定介质而变化，且所述脉冲展示出独特的时域标志，所述时域标志是具有边界明确的零交叉及峰值的周期性脉冲作时移键控的结果。

19.根据权利要求18所述的在有线电视线路上的数据传输的方法，其特征在于所述脉冲中的每一个脉冲的中央信道频率在300KHz和2GHz之间。

20.一种在数据总线上的数据传输的方法，其特征在于所述的方法包括：使用至少一个基于高斯波形的脉冲来表示数据；将所述脉冲在数据总线上发送；使所述脉冲的数据复原；在所述数据总线上发送所述脉冲以与在所述数据总线上发送的独立的信号共存，其中，所述脉冲以高数字的基数编码，并且在所述基于波的传输的噪声区之内或附近，其中所述脉冲是短的占空度低的脉冲，其持续时间和占空度随所使用的特定介质而变化，且所述脉冲展示出独特的时域标志，所述时域标志是具有边界明确的零交叉及峰值的周期性脉冲作时移键控的结果。

21.根据权利要求20所述的在数据总线上的数据传输的方法，其特征在于所述数据总线与一机动车辆相关联。

22.一种数据通信系统，其特征在于所述的系统包括：

一导电导引介质；

多个工作上与所述导电导引介质连接的线路接口装置；

所述多个线路接口装置中的每一个都包括：

一个使用至少一个基于高斯波形的脉冲来传送数据并经由所述导电导引介质发送所述脉冲的发送器，所述脉冲具有至少部分由所述导电导引介质的属性确定的特征，

一个接收至少一个基于高斯波形的脉冲的接收器，

一个工作上与所述接收器和所述发送器连接将数据表示成至少一个脉冲并基于至少一个已接收到的脉冲使数据复原的处理器，所述脉冲具有一时域标志和一宽带频域标志，其中时域标志是具有边界明确的零交叉及峰值的周期性脉冲作时移键控的结果，以及

一个工作上与所述处理器连接的存储器，

其中，所述脉冲是短的占空度低的脉冲，其持续时间和占空度随所使用的特定介质而变化，且所述脉冲展示出独特的时域标志，所述时域标志是具有边界明确的零交叉及峰值的周期性脉冲作时移键控的结果。

23.一种数据通信装置，其特征在于所述的装置包括：

一个工作上与一导电导引介质连接，使用至少一个基于高斯波形以及所述导电导引介质的属性以及所述导电导引介质的脉冲来传送数据并经由所述导电导引介质发送所述脉冲的发送器；

一个工作上与所述导电导引介质连接以接收至少一个基于高斯波形的脉冲的接收器；

一个工作上与所述接收器和所述发送器连接以将数据表示成至少一个脉冲并基于至少一个已接收到的脉冲使数据复原的处理器，所述脉冲具有一时域标志和一宽带频域标志，其中时域标志是具有边界明确的零交叉及峰值的周期性脉冲作时移键控的结果；以及

一个工作上与所述处理器连接的存储器，