CN103595458A

CN103595458A - 一种基于电缆的通信设备

Info

Publication number: CN103595458A
Application number: CN201210289367.0A
Authority: CN
Inventors: 张洁; 蓝培
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2032-08-14
Also published as: ES2710930T3; CN103595458B; EP2885879A1; EP2885879B1; WO2014026985A1

Abstract

本发明公开一种通信设备，包括：至少一个连接到主干网络的主接入装置；至少两个次级接入装置，其中该次级接入装置通过电缆彼此连接，并且通过电缆与该主接入装置连接；其中，该至少两个次级接入装置构造为彼此可进行通信，以及该主接入装置与该至少两个次级接入装置构造为彼此可进行通信。

Description

一种基于电缆的通信设备

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及基于电缆的通信设备。

背景技术

在通信领域，对于那些需要无线信号覆盖确定的路径的情况，漏泄电缆（漏泄同轴电缆）相比传统的天线更佳。漏泄电缆沿其整个长度发射射频（RF）功率并因此可以看作一种特殊的天线。无线信号的覆盖范围通常只限于电缆附近，例如几米之内，因此可以避免与其他系统的相互干扰。

近来，在无线自动列车控制和地铁乘客信息系统中选择无线局域网（WLAN）技术作为技术基础。图1示出通常的基于无限局域网技术的通信系统架构。通常，建设两个独立的通信主干机构以实现冗余和稳定性。如图1所示，由于设置电源电缆和有线通信电缆，所以材料成本和安装成本都非常贵。

在一些系统中，上行链路和下行链路的频域是分开的。在这样的系统中，在漏泄电缆上以固定的间隔设置双向转发器以放大被减弱的信号并且延伸覆盖范围。而由于转发器会产生能够叠加的交叉干扰，因此，对于转发器的质量要求非常高并且只能使用有限数量的转发器。

在采用转发器的情况下，通常有两种供电模式。一种模式如图2a所示，在传输距离长的情况下，利用电源电缆直接向转发器供电。另一种模式如图2b所示，T型直流偏置器（Bias-T）将RF叠加到直流上，然后这个叠加有RF的直流通过漏泄电缆以向每个转发器供电。

由于无线局域网系统（例如，IEEE 802.11a/b/g）在上行链路和下行链路使用相同的频带，因此转发器需要知道当前的数据传输方向，即上行链路还是下行链路，并且必须在上线链路方向上放大与下行链路方向上放大之间切换。这种切换的延迟会影响系统的运转，尤其是当多个转发器沿输入线层叠排布时。出于这个原因，市场上还没有可用于漏泄输入线上的无线局域网的转发器。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于漏泄电缆的通信设备。

按照本发明的一个方面，提供一种通信设备，包括：至少一个连接到主干网络的主接入装置；至少两个次级接入装置，其中该次级接入装置通过电缆彼此连接，并且通过电缆与该主接入装置连接；其中，该至少两个次级接入装置构造为彼此可进行通信，以及该主接入装置与该至少两个次级接入装置构造为彼此可进行通信。

其中，通过所述电缆彼此直接连接的两个所述次级接入装置构造为彼此互为客户端以及互为网络代理设备。

其中，该主接入装置包括：一个连接主干网络的网络接入装置；一个T型直流偏置器，其连接该网络接入装置和该电缆；以及一个电源，其向该网络接入装置和该T型直流偏置器供电。

其中，所述电缆为漏泄同轴电缆。

其中，该次级接入装置之间可以通过有线或者无线的方式通信。

根据本发明的另一方面，提供一种通信设备，包括：节点设备，包括至少两个网络接入设备，每个网络设备连接一个T型直流偏置器，一个电源向所述至少两个网络接入设备和对应的T型直流偏置器供电；至少两个次级接入装置，其中，该次级接入装置彼此通过电缆连接，并且通过电缆与所述节点设备连接；其中，该至少两个次级接入装置构造为彼此可进行通讯，以及该网络接入设备与该至少两个次级接入装置构造为彼此可进行通讯。

其中，通过所述电缆直接连接的两个所述次级接入装置构造为彼此互为客户端以及互为网络代理设备。

其中，所述电缆为漏泄同轴电缆。

本发明的积极进步效果在于：由于只需要泄露电缆来同时传递信号和电力，所以材料成本、安装和维护成本都较低；容易实现，并且灵活，特别适用于有限空间内的应用；对于现有的硬件系统不需要大的调整和改变；不需要特殊的无线网络设备。

附图说明

下面结合附图描述本发明的具体实施例，其中：

图1是基于无线局域网的通信系统的示意图；

图2a和2b分别是向转发器供电的模式的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的通信设备的示意图；

图4是根据本发明另一个实施例的通信设备的示意图。

具体实施方式

下面结合本发明的优选实施例对本发明进行描述。下面的描述中举出了许多具体的细节。然而，本领域技术人员能够理解，本发明也可以不采用这些细节中的一些或者全部而实现。有的情况下，公知技术没有描述以避免不必要的混淆。

如前所述，当需要沿着一定的路线或者在封闭的空间内部署无线信号时，通常使用漏泄电缆。漏泄电缆的导体上设有若干缺口或孔。这样无线信号从该缺口处发射到附近的空间中，从而集信号传输和信号发射与接收功能于一体。因此，泄露电缆广泛用于无线信号传播受限或难以覆盖的区域。在泄露电缆的应用环境中，无线客户端（即，需要使用无线信号的设备）利用泄露电缆泄露出的无线信号与其他设备进行数据传输。

电信号在电缆上传送时，信号强度会随着传递长度的增加而递减，因此需要转发器将信号重新加强。转发器是一种将信号增强放大的设备，只是用来加强线缆上的信号，从而把信号送的更远以增加传输距离。根据泄露电缆的原理，转发器只能加强在电缆上传输的电信号，而无法增强附近空间的无线信号。

在无线局域网技术中，无线接入点（Access Point，AP）是用来连接无线设备与网络的接口，并且无线接入点与无线设备之间进行通信。无线接入点具有客户端模式，以及可以采用无线通信方式和有线通信方式与其他设备进行数据传输。例如，无线接入点与其连接的上级网络节点之间可采用有线连接方式，并且作为上级网络节点的客户端。

如图1所示的现有系统中，虽然使用了多个接入点，然而每个接入点均设置在单独一个漏电电缆之上，各个接入点之间并非利用漏电电缆连接，因此或者没有数据传递，或者通过额外的有线通信电缆进行通信。

图2b的系统利用T型直流偏置器向每个转发器供电。T型直流偏置器是一种三端口的网络设备，其用于在传输RF信号的同一同轴电缆上向远端设备供电。如前所述，由于转发器之间会产生交叉干扰，因此转发器之间的距离、数量和质量要求很高。

图3示出根据本发明的通信设备的一个实施例。其中，所述的通信设备100包括一个接入主干网10的主接入装置110。该主接入装置110包括网络接入装置112，其可以是无线接入装置或者是有线接入装置。一个T型直流偏置器114连接到该网络接入装置112。电源116连接到该网络接入装置112和该T型直流偏置器114，用于向这两个装置供电。电缆120连接到该T型直流偏置器114。电缆120上可设有至少两个次级接入装置130。在本实施例中，所述次级接入装置是无线接入点。所述的电缆120可以是漏泄同轴电缆。如前所述，T型直流偏置器将叠加有RF的直流沿同轴电缆传输，以便为每个所述次级接入装置130供电。所述的网络接入装置112可以是任何合适的用于连接互联网或其他计算机网络的装置，包括但不限于，软件、硬件或固件的结合。本领域技术人员根据本说明书的描述能够根据具体应用从现有技术选择适当的装置。

图3示出i个次级接入装置，为了便于描述，次级接入装置130可以按照与该主接入装置110的距离由近至远记为AP₁、AP₂……AP_i，并且所述的网络接入装置可记为AP_m。

在图3所示的实施例中，下行数据是从AP_m向AP_i传输，而上行数据是从AP_i向AP_m传输。例如，一个AP₁的客户端设备20（即与AP₁通信的无线设备）在接收数据时，数据从AP_m经过同轴电缆120到达AP₁，然后AP₁将数据传输到该客户端设备20。而当该客户端设备20在发送数据时，先将数据发送至AP₁，然后经过同轴电缆120到达AP_m，然后传输至主干网络。

在这种情况下，AP₂可以构造为AP₁的客户端，因此AP₂将于所述的客户端设备20竞争AP₁的带宽资源。同时，AP₂构造为与上述所述的客户端设备20相比具有较高优先级。类似地，AP₃可以构造为AP₂的客户端并相比普通的客户端设备具有较高优先级。同理，AP_i构造为AP_i-1的客户端并具有较高优先级。

本领域技术人员能够理解，所述的优先级可以是多个客户端竞争带宽资源时接入点处理请求的次序，而具有较高优先级指的是该客户端发出的请求比其他客户端的请求能够更早的被处理。本领域技术人员能够根据相关的现有技术来实现所述的具有较高优先级。

显然，传递到AP_i的数据必须经过AP_i-1、AP_i-2……AP₂、AP₁这样的路径传递到AP_m，因此AP₁构造为AP₂的网络代理设备，同理AP_i-1构造为AP_i的网络代理设备。反之，AP_m发出的数据需要经过AP₁、AP₂……AP_i这样的路径传输。

图4示出本发明又一实施例。其中，通信设备200包括一个第一主接入装置210和一个第二主接入装置220。该第一主接入装置210包括第一网络接入装置212，一个第一T型直流偏置器214连接到该第一网络接入装置212，以及电源216连接到该第一网络接入装置212和该第一T型直流偏置器214用以供电。该第二主接入装置220包括第二网络接入装置222，一个第二T型直流偏置器224连接到该第二网络接入装置222，以及电源226连接到该第二网络接入装置222和该第二T型直流偏置器224用以供电。该第一和第二T型直流偏置器214和224之间连接电缆230，并且在该电缆230上设有至少两个次级接入装置240。

该第一和第二网络接入装置212和222可以图3所示实施例中的网络接入装置112相同或不同，并且可以采用任何合适的用于连接互联网或其他计算机网络的装置。所述的电缆可以漏泄同轴电缆。同理，该第一和第二T型直流偏置器214和224将叠加有RF的直流沿同轴电缆传输，从而为每个所述次级接入装置240供电。

图4的实施例中示出n个次级接入装置240。类似地，为了便于描述，将该次级接入装置240按照距离第一主接入装置210的距离从近到远记为AP₁、AP₂……AP_n-1、AP_n。

本实施例中，两个直接通过电缆230连接的次级接入装置240构造为彼此互为客户端，并且构造为彼此互为网络代理设备。例如，对于任意的三个相邻的次级接入装置AP_i-1、AP_i和AP_i+1，AP_i-1与AP_i直接通过电缆230连接，而AP_i和AP_i+1直接通过电缆230连接。则，AP_i-1构造为AP_i的客户端，AP_i也构造为AP_i-1的客户端。并且，AP_i-1构造为AP_i的网络代理设备，AP_i也构造为AP_i-1的网络代理设备。同理，AP_i与AP_i+1也可采用类似方式构造。

也就是，每个次级接入装置即是通过电缆直接连接的、相邻的另一次级接入装置的客户端，也是该另一次级接入装置的网络代理设备。这样，每个次级接入装置可构造为与该第一主接入装置210或第二主接入装置220通讯。例如，其中一个次级接入装置APi可以与该第一主接入装置210（见图4中左侧）通讯，也可以与该第二主接入装置220（见图4中右侧）通讯。其中，次级接入装置APi可以在一段时间内与该第一主接入装置210通讯，而在另一段时间内与该第二主接入装置220通讯。

例如，对于上述任意三个相邻的次级接入装置AP_i-1、AP_i和AP_i+1，当APi与该第一主接入装置210通讯时，数据可以从AP_i经由AP_i-1、AP_i-2、……、AP₁到达该第一主接入装置210，反之亦然。而当AP_i与该第二主接入装置220通讯时，数据可以从AP_i经由AP_i+1、AP_i+2、……、AP_n到达该第二主接入装置220，反之亦然。

在具体的应用中，可以根据需要并采用任何合适的现有技术来设置在某个时刻任意一个次级接入装置AP_i可与该第一或第二主接入装置210或220通讯。

同样，对于其彼此构造为互为客户端的次级接入装置AP_i和AP_i+1，AP_i相比AP_i+1的其他客户端（指非次级接入装置的客户端）具有较高优先级，AP_i+1相比AP_i的其他客户端（指非次级接入装置的客户）具有较高优先级。由于一个次级接入端的客户端中可以有两个次级接入装置作为客户端（即，相邻的次级接入装置），所以本领域技术人员可以根据具体应用环境而设置次级接入装置作为客户端的优先级。

或者，次级接入装置AP_i在某个时刻的传输数据的方向是单一的。也就是，在一个确定的时刻，AP_i是相邻次级接入装置的客户端，或者是网络代理设备。这样，连接到同一次级接入装置AP_i上的作为客户端的相邻次级接入装置的优先级可以互相独立设置，彼此不受影响。

对于图3示出的实施例，相邻的次级接入装置也可以设置为彼此互为客户端并且互为网络代理设备，尽管在实际使用中可能不需要。

本发明的通讯设备可应用于城市轨道交通，例如地铁。可以在每个车站设置一个主接入装置，其与图3和图4中描述的主接入装置110、210和220相同。由于地铁往往有两条轨道，即两个方向的列车同时运行，所以需要两条电缆分别用于不同方向的列车，并且在同一个车站中，部署两个主接入装置，分别用于与运行在一个轨道上的列车通讯。

图5示出本发明的通讯设备应用于地铁系统的的实施例。为了便于描述，图5中仅示出包括两个车站A和B的情况，但是不应当被认为是对本发明的限制。

在图5的实施例中，在第一车站A和第二车站B分别部署节点设备300，其中每个节点设备300包括两个网络接入设备310、分别与这两个网络接入设备的两个T型直流偏置器320、一个电源330向所述两个网络接入设备310和两个T型直流偏置器320供电。当然，在其他的例子中，也可以设置两个电源分别供电。两条电缆340分别连接在该两个节点设备300之间，并且每条电缆连接所述两个节点设备300对应的T型直流偏置器320。所述的电缆可以漏泄同轴电缆。

所述的网络接入设备310与图3或图4中的网络接入装置类似，可以是任何合适的用于连接互联网或其他计算机网络的装置。

所述两条电缆340分别对应一条列车轨道。与图3或图4的实施例类似，在每条电缆340上设有至少两个次级接入装置350。每条电缆340上的次级接入装置350的配置与图3或图4示出的实施例相同，即，直接连接的相邻的次级接入装置构造为彼此互为客户端并且互为网络代理设备，以及作为客户端的次级接入装置的优先级较高。同样，该次级接入装置可构造为与所连接的两个节点设备中的任一个进行通讯。

使用图5示出的实施例，每条列车轨道对应设置一条电缆，并且每个车站设置一个节点设备300，则在列车运行过程中，可以保持与车上设备（例如，车载设备或者乘客所持设备）的数据通讯。

虽然图5的实施例中示出节点设备300包括两个网络接入设备310，然而该节点设备可以包括更多的网络接入设备。并且，节点设备300之间可以设置超过两条电缆。相应地，该节点设备也可以包括更多地T型直流偏置器。本领域技术人员可根据具体应用而选择节点设备中所述各部分的数量。

通过以上的实施例，本领域技术人员能够了解，本发明解决了信号的覆盖和信号发送的强度问题，并且能够方便应用且成本较低。

上面结合具体实施方式对本发明进行了详细描述。然而，本领域技术人员能够理解，在本发明的范围内还存在一些修改和等同方式。因此，本发明的权利要求应当解释为包括所有这样的修改和等同方式。

Claims

1.一种通信设备，其特征在于，该通信设备包括：

至少一个连接到主干网络的主接入装置；

至少两个次级接入装置，其中该次级接入装置通过电缆彼此连接，并且通过电缆与该主接入装置连接；

其中，该至少两个次级接入装置构造为彼此可进行通信，以及该主接入装置与该至少两个次级接入装置构造为彼此可进行通信。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，通过所述电缆彼此直接连接的两个所述次级接入装置构造为彼此互为客户端以及互为网络代理设备。

3.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，该主接入装置包括：一个连接主干网络的网络接入装置；一个T型直流偏置器，其连接该网络接入装置和该电缆；以及一个电源，其向该网络接入装置和该T型直流偏置器供电。

4.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述电缆为漏泄同轴电缆。

5.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，该次级接入装置之间可以通过有线或者无线的方式通信。

6.一种通信设备，其特征在于，该设备包括：

节点设备，包括至少两个网络接入设备，每个网络设备连接一个T型直流偏置器，一个电源向所述至少两个网络接入设备和对应的T型直流偏置器供电；

至少两个次级接入装置，其中，该次级接入装置彼此通过电缆连接，并且通过电缆与所述节点设备连接；

其中，该至少两个次级接入装置构造为彼此可进行通讯，以及该网络接入设备与该至少两个次级接入装置构造为彼此可进行通讯。

7.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，通过所述电缆直接连接的两个所述次级接入装置构造为彼此互为客户端以及互为网络代理设备。

8.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，所述电缆为漏泄同轴电缆。

9.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，该次级接入装置之间可以通过有线或者无线的方式通信。