CN110100388A - 用于同轴网络中节点设备的同步的方法和系统 - Google Patents

用于同轴网络中节点设备的同步的方法和系统 Download PDF

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Abstract

用于同步数据通信网络的方法，该数据通信网络包括多个节点设备(n0‑n4)，这些节点设备通过同轴网络互连并且被配置用于预定频率带宽内的数据通信，该方法包括以下步骤：以所述带宽之外的频率将参考信号从第一节点设备传输到同轴网络上；以所述带宽之外的频率通过同轴网络从另一节点设备接收回送信号；基于传输参考信号和接收回送信号之间的时间推移(Ti,j)，确定时间延迟值(di,j)；向所述另一节点设备发送时间延迟值。

Description

用于同轴网络中节点设备的同步的方法和系统
发明领域
本发明涉及数据通信网络领域的改进，其中通过同轴网络提供数据通信。更具体地，本发明涉及用于建立在其中通过这种同轴网络互连的多个节点设备是同步的网络，并且涉及被配置在这种系统中使用的节点设备。此外，本发明涉及被配置成以同步方式操作的方法和节点设备。在各种实施例中，本发明可以涉及MoCA(同轴电缆多媒体联盟)接入网络。
背景
自从电视成为家庭、酒店、办公室和其他建筑物中的商品以来，经常在这些设施中实现同轴(简言之，同轴(coax))网络。因此，在过去的至少50年里，发达国家建造的这些设施中有很大一部分都设置了这样的同轴网络。多年来，已经以不同的方式完成了对建筑物提供信号接入，从早期使用本地天线接收器的解决方案到有线电缆TV连接，以及后来的光纤网络。仍然需要在建筑物内分配接入，为此可以使用本地同轴网络。
在具有集成同轴网络的建筑物综合体中，多个节点设备可以是自由运行设备，这意味着它们的本地时钟不同步。这意味着包括多个节点设备的数据通信网络或系统通常没有针对运行需要非常精确同步的应用进行优化。
同轴电缆多媒体联盟(MoCA)是一个针对互联家庭开发技术的行业标准联盟。MoCA技术在现有的家用式同轴电缆上运行，实现数字内容的家庭分布。MoCA为家庭数字娱乐网络提供支柱作用，并且支持流媒体(如标准电视)，并允许使用现有线路将机顶盒链接到TV和其他娱乐设施，如多个房间中的电脑或游戏控制台。
MoCA典型地被设计并用于提供家庭内的数据接入。为了操作并获得对外部网络供应商的接入，需要MoCA节点设备。MoCA节点设备可以是至少具有用于连接到同轴网络的同轴连接器的MoCA适配器或调制解调器和网络输出端，如以太网交换机。节点设备还包括MoCA芯片或芯片组，其被配置成在配备电缆的家庭中根据一个或更多个MoCA规范来控制媒体共享。
US2010/098110提出了在MoCA网络中使用测距来提高网络效率和本地时钟时间同步的解决方案。提供了一种用于同步这种通信网络上的多个节点的方法，包括：通过通信网络在第一节点和第二节点之间交换本地时钟时间；基于在第一节点和第二节点之间交换的本地时钟时间在第一节点和第二节点之间执行测距方法，其中该测距方法导致第一节点和第二节点之间的估计的传播延迟；以及基于估计的传播延迟调整第一节点和第二节点的本地时钟时间，从而在第一节点和第二节点产生同步的本地时钟时间。
然而，现有技术的方法(诸如，在上面引用的出版物中的方法)相对复杂，并且还揭示了需要提高同步精度。
概述
根据所附权利要求，提供了一种用于在数据通信网络中同步同轴网络中互连的节点设备的改进方法，以及在这种网络中使用的节点设备。
附图简述
在下面，参照附图描述实施例，其中：
图1示意性地示出了在建筑综合体(construction complex)中通过数据通信网络提供数据通信的系统的部署；
图2示意性地示出了根据图1的系统的原理图；
图3示意性地示出了根据实施例的数据通信网络的不同节点设备之间的时间推移值，该时间推移值至少与通过同轴网络的传播时间相关联；
图4示意性地示出了根据实施例的数据通信系统中以测量模式配置的节点设备；
图5示意性地示出了根据实施例的数据通信系统中以回送模式配置的节点设备；
图6示意性地示出了根据实施例的节点设备，该节点设备包括可以被选择性地控制以设置到测量模式或回送模式的电路；以及
图7示意性地示出了根据实施例的数据通信系统，其中节点设备通过具有不同电缆长度的同轴电缆互连到不同的节点设备。
详细描述
现在将在下文中参照示出本发明的实施例的附图更充分地对本发明进行描述。然而，本发明可以以许多不同形式进行实施，且不应被解释为被限制于本文中所阐述的实施例；相反，这些实施例被提供使得本公开将彻底和完整，且将向本领域技术人员完全传达本发明的范围。
将理解的是，当元件被称为被“连接”到另一个元件时，它可以被直接连接到另一个元件，或介于其间的元件可以存在。相比而言，当元件被称为被“直接连接”到另一个元件时，不存在介于其间的元件。贯穿全文，相似的数字指代相似的要素。将要进一步理解的是，尽管术语“第一”、“第二”等在本文可用于描述各个元件，但这些元件不应被这些术语限制。这些术语只是用来将一个元件与另一个区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或更多个的任意组合和所有组合。
为了简洁和/或清楚起见，可能不详细描述公知的功能或结构。除非特别限定，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的意思。还将理解到，诸如在通常使用的字典里定义的那些术语应被解译为具有与它们在本说明书和相关领域的背景下的含义一致的含义并将不被解译为理想化的或过于形式化的意义，除非明确地在本文中这样定义。
本发明的实施例在本文中参照本发明的理想化实施例的示意图进行描述。因此，例如，由于制造技术和/或公差产生的图示的形状和相对尺寸的变化是意料之中的。因此，本发明的实施例不应被解释为限于本文所示区域的特定形状和相对尺寸，而是还包括例如由不同的操作限制和/或由制造限制而导致的形状和/或相对尺寸的偏差。因此，图中所图示的元件本质上是示意性的，并且其形状不意在示出设备的区域的实际形状，并且不意在限制发明的范围。
本文提供的实施例用于解释实现解决方案的不同方式，该解决方案用于改善数据通信网络中通过同轴电缆互连的各种节点设备之间的同步。这可能是有益的，例如，为了执行基于Wi-Fi的定位或执行各种测量应用。为了使这些操作发挥作用，同步必须尽可能好，因为即使与同步的微小偏差也会对定位或测量精度产生负面影响。
本文呈现的各种实施例被描述为与数据通信或接入网络系统相关，其中多个独立的用户实体连接到公共同轴网络。这样，例如在多家庭住宅、旅馆等中的已经存在的同轴网络能够被部署用于提供对外部物理宽带数据信道(如光纤电缆)的接入。数据通信网络包括连接到同一同轴网络的多个节点设备。在这些节点设备中，一个或更多个可以是网络管理设备，其将外部数据信道连接到同轴网络。本文将参考MoCA网络(如MoCA接入网络)描述用于实现本发明的示例性实施例。然而，应当认识到，提供如本文所呈现的同步解决方案的组合特征也适用于其他类型的数据通信网络，其中同轴网络中互连的节点设备被提供有数据通信或接入。更具体地说，将理解，用于同步的过程和元件优选地在数据通信系统的带宽之外被采用。
在一个实施例中，管理设备可以配置有MoCA芯片。其他节点设备可以是连接到同轴网络的一个或更多个MoCA终端设备，每个包括MoCA芯片。在这种实施例中，同一信道上的多个节点设备共享相同的接入媒介，即同轴网络。每个MoCA终端设备的配置对实现对外部接入网络的接入、保证各个接入调制解调器的网络流量隔离、确保服务质量(QoS)、和配置与通常在网络芯片设备中发现的网络参数相关的其他功能可能是至关重要的。在各种实施例中，网络管理设备中包括MoCA芯片的控制单元可以被配置成建立接入功能，创建通过同轴网络到每个连接的MoCA终端设备的控制信道。在MoCA终端设备中，网络接入单元可以被连接到MoCA芯片上的总线。这样，由接入功能触发的硬件信号在MoCA芯片上进行输入/输出并经由总线直接输入/输出到MoCA终端设备中的网络接入单元。这为制造和设计便宜得多的MoCA接入调制解调器创造了可能性。节省包括：减少部件计数和减少开发时间。申请人的在先申请EP16178618.1和US15/341，739中公开了用于实现这种控制信令的实施例和方法，其内容通过引用并入本文。
图1以示例的方式示出了单个建筑物形式的建筑综合体1。为了完整起见，可以注意到，本文描述的发明可以被用于包括具有公共同轴网络或互连同轴网络的多个建筑物的建筑综合体中。建筑综合体1例如可以是一幢公寓或旅馆。在建筑综合体中，很多独立的建筑物单元(如公寓、酒店房间、办公室等)通过虚线进行表示。同轴网络2被设置在建筑综合体1中，在所有或多个不同的建筑物单元(例如建筑物单元4和5)中具有插座。公寓大楼和酒店通常都有覆盖所有公寓或酒店房间的同轴网络，用于TV信号分布。这些电缆还可以用于高速互联网访问、IPTV、VoIP、网络电视服务等，而不影响TV信号质量。在所提出的解决方案中，网络管理单元10被连接到同轴网络2，并且被连接到外部数据信道3，例如供应数据电缆或光纤。网络管理设备10可以例如如所示的被安装在地下室中，或者被安装在建筑物1的阁楼上，并且可以在TV放大器之后进行连接。网络管理设备10可以利用同轴电缆中在常规TV频谱(5-790MHz)之上的先前未被使用的频谱以用于数据输送。网络管理设备10被配置为将来自外部数据信道3的输入数据流和TV信号(如果适用)合并到同一电缆中，并通过同轴网络2进行发送。在同轴网络2的另一端处，信号被例如在MoCA规范下操作的终端设备100、101(例如接入调制解调器)分开。由于数据流和TV信号使用独立的频谱，因此电视信号有效地与数据流隔离。
图2示出了根据一个实施例的系统的基本架构结构，其中网络管理设备10被显示在顶部，被连接在外部数据信道3和同轴网络2之间。多个节点设备(如MoCA终端设备100-104)被连接到同轴网络2，其可操作以通过网络管理设备10获得对外部数据信道3的接入。作为示例，节点设备100可以通过同轴网络2接收电视信号，以用于在连接的电视机202上进行输出，电视机202可以包括机顶盒(未显示)或通过机顶盒进行连接。此外，节点设备100可以被配置成提供对连接的计算机201的网络接入，其可用于接收多媒体数据。节点设备100还可以包括无线接入点，用于从诸如计算机、移动电话、平板电脑等的各种便携式无线电通信设备对节点设备100进行无线接入。作为示例，将分别参考网络管理设备10和节点设备100的附图来描述系统的进一步配置和操作。
在其中体现了例如借助于MoCA系统提供的数据通信或接入网络的同轴网络可以是星型、级联型或其组合。在具有同轴网络的许多较旧的建筑中，物理电缆的实际结构可能事实上是未知的，因为电缆图可能已经丢失。这使得从信号角度更难知道两个节点设备实际上相距多远。通过在同轴网络中引入参考信号，可以方便地解决所有节点设备之间绝对频率的同步。在一个实施例中，这个参考信号可以是从管理单元10提供的基于GPS的参考信号。每个终端设备100、101中的锁相环(PLL)可以被配置成相对于参考频率锁定。公共频率可能无法提供足够的定位性能，因为当同轴网络2针对每个连接路径具有不同的电缆长度时，参考信号在不同的时刻到达每个节点设备100、101。每个节点设备可能需要在同一时刻发生的触发信号来触发定位测量、测量操作或要求节点设备在同一时刻启动过程或硬件功能的其他应用。此外，该触发信号无法与参考信号一起发送，因为它将在不同的时刻到达节点设备。
根据本文呈现的各种实施例，用于提供适当同步的解决方案是确定与同轴网络中两个或更多个节点设备之间的传播时间相关联的时间延迟。确定从管理设备节点n0到另外两个终端节点设备n1和n2的时间延迟可能就足够了，该延迟可以被称为d(0,1)和d(0,2)。在这两个终端节点设备以同步方式使用的情况下，这可能就足够了。在另一个实施例中，确定管理设备节点和所有其他终端节点设备n1-nk之间的所有时间延迟d0,1-d0,k。在又一实施例中，确定多个节点设备中每对节点设备之间的所有延迟di,j。这样，可以确定节点设备的数据通信网络内的所有延迟。一旦时间延迟已知，所有设备在这个意义上是同步的，即，它们可以相对于从管理设备发送的触发信号调整各自的本地时间延迟。在一个实施例中，触发信号可以以参考信号的形式提供，其中触发可以是参考信号中的某种模式。例如，触发信号可以通过在某个时间点打开参考信号或发送参考信号的脉冲来实现。参考信号优选地以不干扰同轴网络中其他信号的频率发送，并且该频率具有使其在同轴网络中无问题地传播的属性。因此，参考信号优选地与数据通信信号分离，如MoCA信号。因此，参考信号优选地以用于数据通信网络和系统中数据通信和/或信令的带宽之外的频率传输。此外，如果同轴网络因屏蔽材料不良或连接器松动/打开而泄漏，则参考信号不得干扰机载无线电信号。参考信号最好也应该以在长电缆距离不会衰减太多的频率发送。参考信号频率也应足够高，以便其能够跨越其在同轴网络中可能要通过的任何电容去耦。在优选实施例中，公共参考信号被用于测量过程以获得同步，并且随后用来触发同步的节点设备中的同步动作。在后一个示例中，每个节点设备接收信号，并且基于测量期间获得的时间延迟值进行时间校正。这样，每个节点设备可以以同步方式工作。
本文描述了针对第一节点设备和一个或更多个另外的节点设备执行的各种实施例。这用于解释如下目的：根据环境，第一节点设备如何以一种方式工作，而另一节点设备如何以另一种方式工作，包括两者之间的信令。在各种实施例中，第一节点设备可以是MoCA管理设备10，包括第一MoCA芯片并连接到外部数据信道3，而每个另外的节点设备是MoCA网络终端设备100，如调制解调器，包括另外的MoCA芯片110和连接到该另外的MoCA芯片的网络接入单元111。在其他实施例中，第一节点设备可以被体现为MoCA终端设备，如调制解调器。在优选实施例中，包括电路和控制功能的公共硬件单元可以方便地结合在MoCA管理单元中和MoCA终端设备中，其中控制信令可以用来在不同模式中操作硬件单元。
在自由空气中，无线电信号在大约3.333纳秒内传播1米。在同轴电缆中，信号以取决于电缆属性的速度传播，但是通常信号在大约5.3纳秒内传播1米。同轴电缆的长度可以变化，但是在建筑综合体中，电缆通常在一米到几百米之间。这意味着从发射机到接收机的最大传播时间可以高达1微秒或更长。
在一个实施例中，诸如MoCA管理设备10的第一节点设备可以被配置成发出参考信号F1到同轴网络上。参考信号可以是例如从GPS频率参考接收机获得的10.7MHz的正弦信号，或者是从这种GPS信号转换的信号，例如在22.5MHz处。或者，可以在第一节点设备中提供另一个高精度信号，作为参考信号F1。由于不同的电缆长度导致不同的传播时间，数据通信网络中每个另外的节点设备将在不同的时间点接收该参考信号F1。
参考信号F1可以被定义为连续波(CW)信号，该连续波信号可以利用锁相环(PLL)从诸如GPS信号源的高精度信号参考来生成。因此，绝对频率精度变得和频率源精度一样好。频率精度越高，测量结果越准确。典型的现代GPS可以用多于一颗的卫星以视图和信号处理方法获得比1ns更好的精度。GPS的常见输出是每秒脉冲(PPS)信号，该信号可用于估计管理单元上的一秒的长度。由于参考信号F1在同轴网络上发出，因此当节点到节点的测量正在进行时，每个节点设备可以拾取并使用该参考来估计一秒的长度。因此，所有节点设备都可以从GPS时间参考中获得。参考信号可以被锁相环锁定，以作为节点设备参考信号F1和F2的基础。
示例：F1＝A*sin(2πf*t)，其中A＝F1的电压幅度
在各种实施例中，每个另外的节点设备被配置成能够被设置为回送模式(loopback mode)，由此其被配置成使用回送信号F2的传输来响应接收到的参考信号F1。该回送信号F2可以在不同的频率上传输，其可以在节点设备中借助于带通滤波器分离。在替代实施例中，回送信号F2可以以与参考信号F1相同的频率传输，在该频率处，可以通过使用相应节点设备中的循环器来分离他们。在任何方面，第一节点设备被配置成测量传输参考信号和接收回送信号之间的时间推移T，该时间推移至少包括由于双重传播时间导致的时间推移。
回送信号(F2)可以被定义为连续波CW信号，在一个实施例中，该连续波CW信号可以用PLL和F1作为参考信号来生成。在优选实施例中，F2的相位在电压过零点处需要与F1相同，以获得测量的可重复性。在一个实施例中，通过如下配置F2以确保在t＝0时满足相位标准：
F2＝F1*n，其中，n是整数2，3，4，...
在一个实施例中，其中总是同一个节点设备(如MoCA管理设备10)被配置为充当第一节点设备n0，该第一节点设备n0只需要结合能够传输参考信号F1的信号生成器，而所有其他另外的节点设备ni至少包括能够传输回送信号F2的信号生成器。在一个实施例中，MoCA网络中的每个节点设备ni包括具有输出频率F1和F2的信号生成器，以及能够检测具有频率F1和F2的信号的信号检测器。在信号频率F1和F2不同的实施例中，每个节点设备优选地还包括两个带通滤波器，这两个滤波器分别具有信号的中心频率F1和F2以及带宽BW1和BW2。发射机(Tx)和接收机(RX)带通滤波器可以构成组合器滤波器的一部分，使得它可以附接到同轴网络。在一个实施例中，每个节点设备ni优选地包括两个模拟开关，这两个模拟开关被配置成针对各自的频率F1和F2在传输模式和接收模式之间改变。
图3示出了根据一个实施例的系统设置，其中至少第一节点设备n0必须能够以精确的方式测量时间推移T。优选地，该功能被结合到多个或所有节点设备ni，i＝1-k。在一个实施例中，通过在传输参考信号F1时开始用恒定电流对电容器充电，并且随后在在一定时间之后当检测到响应信号F2时测量电压电平，从而完成时间推移测量。可以包括采样和保持电路，其被配置成保持电压电平恒定，同时控制单元可以对电压电平进行采样。然后，基于参考信号F1的传输和回送信号F2的接收之间的时间推移，电压电平或差值然后被视为参数值，控制单元可以被配置成将参数值数学地转换为时间推移T。这种设置提供了以成本有效且高效的方式实现时间测量的解决方案，而不是使用微控制器在纳秒范围内进行测量的替代实施例，纳秒范围内的测量对于大量生产来说通常更加昂贵。
在一个实施例中，第一节点设备n0总是被设置为测量模式，而另外的节点设备ni被设置为回送模式，优选地一次一个。这在图4和图5中被示例化。
图4示意性地示出了在一个实施例中作为网络管理设备10实现的第一节点设备n0，该网络管理设备10包括连接器14以用于连接到外部数据信道3，如光纤或宽带数据的其他物理载体。在网络管理设备10的另一端处，连接器13被设置用于连接到同轴网络2。MoCA控制单元11可以被设置在网络管理设备10中，尤其用于控制与另外的节点设备ni的通信，如连接到同轴网络2的MoCA终端设备100。为此，控制单元11包括数据通信芯片12，如MoCA芯片12。MoCA芯片是实现MoCA协议以及用于满足MoCA规范所要求的HW的硬件芯片，并且这样的芯片在市场上可买到。MoCA芯片中的硬件内容通常包括基带无线电/功率放大器和低噪声放大器、混频器、RF开关、微处理器、时钟电路和某种类型的以太网分组总线。MoCA芯片制造商通过选择满足规范所要求的芯片内容，将MoCA规范应用于芯片设计。这可能因MoCA规范版本(目前存在1.0、1.1、2.0、2.5版本)而异。在网络管理设备中，控制单元11可以被操作以控制连接的MoCA终端设备ni中的MoCA芯片，并且接入被连接到在这种MoCA终端设备中的MoCA芯片的设备。在网络管理设备10中，CATV和MoCA信道可以在组合器41中进行组合，该组合器是频带选择设备。组合器可以组合若干MoCA信道和若干CATV信道以分发给同一同轴网络2。网络管理设备10可以具有被连接到组合器并被分发到同轴网络2的不同频率的若干MoCA信道。CATV信号可以来自卫星系统、地面TV系统、光纤CATV分布式网络或其他CATV源(未显示对于这种CATV源的单独的输入连接器)。
第一节点设备10还包括一个或更多个硬件或软件单元，包括图4中所显示的不同部分，用于测量时间推移T。如所述，这些单元优选地被配置成设置为测量模式或回送模式。该功能可以通过来自本地控制单元42(如微控制器)的控制信号集成到硬件单元中。在更简单的实施例中，节点设备可以固定在这些模式之一中。图4示出了被设置或固定在测量模式的第一节点设备10，并且为了方便起见，省略了测量模式不需要的元件。如已经所述，各种实施例被配置成通过使用循环器来区分相同频率的输出和输入的信号。然而，在图4的实施例中，参考信号和回送信号以不同的频率传播。包括信号发射机43，其至少能够传输第一频率的参考信号F1。信号发射机43可以包括信号生成器，或者它可以从诸如GPS信号的接收基础信号中获取频率。可以包括第一带通信号44，其优选具有匹配F1的中心频率和足够宽的带宽BW1。信号检测器45可以被连接成通过同轴电缆，优选地经由第二带通信号46，从另一节点ni设备接收回送信号F2。第二带通滤波器优选地具有匹配F2的中心频率和足够宽的带宽BW2。更具体地，组合器41处的信号优选地由带通滤波器44、46借助于非重叠频带来区分。测量单元47可以连接到信号发射机43和检测器45。这个测量单元47可以被配置成基于参考信号F1的传输和回送信号F2的接收之间的时间推移T来测量参数值，如将在下面进一步详细描述。
图5示出了第二或另一节点设备100，包括一个或更多个包含不同部分的硬件单元，并且被配置为回送模式。该功能可以通过来自诸如微控制器的本地控制单元52的控制信号集成到硬件单元中。在更简单的实施例中，节点设备可以固定在回送模式中。该图示出了被设置为或固定在回送模式中的另一节点设备10，并且为了方便起见，省略了回送模式不需要的元件。
图5中的另一节点设备ni是MoCA终端设备100，例如MoCA调制解调器或网络适配器。这种MoCA终端设备100可以包括被连接到一个或更多个PCB 114的多个部件，其保持在壳体(未显示)中。连接器112被设置用于连接到同轴网络2。同轴连接器112被连接到MoCA芯片110。这可以借助于直接连接来实现，或者例如通过信号组合器51来实现，如在所示的示例中。在针对MoCA调制解调器的一个解决方案中，MoCA芯片110反过来可以与管理数据时钟(MDC)/管理数据输入/输出(MDIO)接口以及从通用输入/输出(GPIO)到主机设备113的以太网总线进行连接。主机设备113可以与双倍数据速率(DDR)存储器1131、主机时钟电路1132、引导存储器1133、操作系统存储器1134、以及用于主机部件和滤波器的电源1135中的一个或更多个进行连接。在这种设置中，主机设备113可以是主设备，并且MoCA设备110可以是从设备。主机设备(通常是微处理器或微控制器)将数据通信从MoCA设备转换到所有其他连接的硬件设备，例如指示设备111、117-120，其可以包括通过串行外围接口(SPI)连接的存储器117、通过GPIO连接的LED控件118、通过I2C接口连接的传感器119、通过以太网总线连接的以太网交换机111、以及Wi-Fi接入点(未显示)。以太网交换机111还可以设置有以太网端口57，用于连接到以太网电缆58。在这种实施例的变型中，MoCA芯片110是各种连接的设备(例如存储器(SPI)117、LED控件(GPIO)118、温度传感器(I2C总线)119、网络接入设备111(如以太网交换机和Wi-Fi接入点120)，或者使用数据总线(I2C、SPI、MDC/MDIO、GPIO)的任何其他设备)的主设备。MoCA芯片110也可以通过MDC/MDIO(如果需要的话)连接到主机113，主机113又可以连接到各种设备1132-1135，如以上所概述的。
除了如所述的MoCA功能之外，另外的节点设备100还包括控制单元52，其可以通过编程来配置以控制设备100在回送模式下的操作。此外，如简要提到的，控制单元52可以由例如管理设备10寻址，以例如借助于开关将节点设备100设置到回送模式中。这样，第一节点设备n0可以理解哪个设备ni将返回回送信号。
连接到信号组合器51的信号检测器55被配置成检测输入的信号F1的接收。带通滤波器56可以优选地设置在组合器51和检测器55之间，以便通过选择相应的中心频率和带宽BW1，将信号检测器55配置为专门响应F1。根据现有技术，信号检测器55可以例如被配置成感测某个信号侧翼(flank)，或者信号F1在某个电平上的上升。信号发射机53被配置成例如在控制单元52的控制下通过由检测器F1检测F1信号来触发。信号发射机53被配置成向组合器51传输回送信号F2，用于通过同轴电缆2传播。另一带通滤波器54可以设置在发射机53和组合器51之间，其中中心频率F2和带宽BW2对应于F2。
图6以举例的方式示出了根据本文所描述的不同实施例的用于在MoCA节点设备600中实现的设备结构。该图例示了可以在任何MoCA节点设备600中使用的硬件结构，该MoCA节点设备600被配置成根据本文描述的实施例来操作，无论它是管理设备10(但是省略了用于连接到外部数据信道的连接器)还是终端设备100。本文将不进一步描述数据通信设备，如包括以上所述的MoCA芯片的MoCA设备60。否则，节点设备600的硬件结构至少包括参考图4和图5所描述的特征与开关设备的组合。MoCA节点设备600具有用于连接到同轴电缆2的连接器13，以及连接到连接器13的信号组合器61。节点设备600还包括信号发射机63，其可以包括能够传输信号F1和信号F2的信号生成器。可替代地，发射机63中可以包括单独的信号生成器43和53。发射机63优选地被配置成选择性地传输参考信号F1和回送信号F2的至少两个频率中的任何一个。或者，发射机可以被配置成传输可以被滤波成F1或F2的宽带信号。发射机63仍然通过带通滤波器连接到组合器61；一个滤波器64用于使F1通过，以及一个滤波器66用于使F2通过。节点设备600还包括信号检测器65。该信号检测器65可以包括至少对信号F2敏感的一个检测器45和对检测信号F1敏感的一个检测器55。或者，检测器65对F1和F2都敏感。还可以包括连接到信号发射机63和信号检测器65的测量单元47。
在一种设置中，在节点设备600中，借助于控制单元62被配置成测量模式，例如，借助于开关67执行。发射机63然后被配置成在如图所显示的开关设置中向组合器传输F1，并将F2接收到检测器65。节点设备600由此可以如参考图4所描述的那样操作。在另一个设置中(由开关的虚线表示)，节点设备600反而被配置成在回送模式下操作。这可以例如由管理设备10的控制单元设置，该控制单元与另一设备600通信，以便将所述另一设备600设置到回送模式。在这种模式下，设备600被配置成在检测器65中检测参考信号F1。参考信号F1的检测触发发射机63发射F2信号，如参考图5所述。
在优选实施例中，参考信号F1随后也可以用于操作同步的数据通信网络，如MoCA网络。为此，节点设备600可以被配置成被设置到操作模式，其中它被配置成检测F1，但是优选地不使用回送信号F2来响应。该设置可以利用开关67来完成，或者例如通过由控制单元62断开或关闭信号发射机63来完成。在该设置中，参考信号F1可以作为公共时钟参考信号66被传送到数据通信设备，如MoCA芯片60，该公共时钟参考信号66可以在锁相环(PLL)中使用。此外，触发信号67可以与参考信号F1一起被接收，并且由信号检测器65检测，该触发信号将被连接到延迟单元68。延迟单元68又可以被连接以传输延迟了确定的时间延迟的激活信号69，该时间延迟可以被存储在借助于控制单元62可访问的存储器621中。激活信号可以被中继到MoCA芯片60或节点设备600中的其他电路。这通常可以在控制单元62的控制下进行，并且可以包括从存储器621检索准确的时间延迟数据，该时间延迟数据与根据从哪个其他节点设备接收触发信号67而应用的适当的延迟有关。
再次参考图4和图5，将描述测量过程的示例，该测量过程可用于确定时间延迟的方法。
被配置到测量模式的第一节点设备10优选地例如借助于控制单元42来控制用于测量时间推移T的过程。测量的开始包括激活信号发射机43。这可以是由控制单元42触发的信号传输。在替代实施例中，由信号发射机43提供的参考信号F1可以是脉冲串或类似信号，使得当幅度上升时，每个脉冲或接通周期具有前沿，这可以被用作时间推移测量的触发器。因此，开始测量包括基本上同时激活测量单元47和F1的信号传输。在一个实施例中，激活测量单元47包括对测量单元47中的测量电容器充电。用信号F1的频率启动的发射机传输信号F1，该信号F1通过组合器单元41出射到同轴网络2上。
一段时间后，信号F1已经传播穿过同轴网络2，并且进入被配置到回送模式的节点设备100的信号检测器55。当F1信号被检测到时，它立即触发发射机53的激活，发射机53可以包括频率为F2的信号生成器，发射机53将信号F2通过组合器单元51发送出去并返回到同轴网络2上。
回送信号F2进入第一节点设备10的组合器单元41，并且在通过带通滤波器46之后被信号检测器45接收。当信号检测器45感测到F2的接收时，测量单元47立即被触发。在优选实施例中，采样和保持单元对电容器上的瞬时电压进行采样，该电容器在检测到参考信号F1的传输时被充电。控制单元42然后可以被配置成例如借助于数模转换从采样和保持电路读出电压形式的参数值。根据电容器电路的已知特性，该电压可以随后被转换成时间推移T。
当测量单元开始测量周期时，F1优选地以零相位从发射机发出。这可以通过用过零检测器检测零伏的电压交叉来实现。一旦检测到交叉，F1就通过发射机发出。在F1传输的同时，测量单元的电容器C开始通过电阻器R充电。由于RC网络由模拟无源部件组成，因此时间推移测量逻辑或其激活不会对测量之间的任何程度的变化产生影响。这是因为激活脉冲抖动以相同的方式影响RC充电和发射机激活。
信号检测器45、55、65可以包括三个部分，所有这些部分都可以由运算放大器构成：
电压全波整流器可以被配置将接收信号F(如F1或F2)整流为：
Frect＝A*abs(sin(2πf*t))
由于电压整流可以在相对较低的频率(可能高达几百MHz)下实施，因此该操作可以用运算放大器精密整流电路来实施。由于接收到的信号被整流，因此发射机是正向还是负向发送出并不重要。
电压峰值检测器和平均单元平滑整流后的电压波形。最简单的电路可以包括二极管、电容器和并联电阻器，当检测到信号时从全波整流器通过二极管提供电容器充电电流，并且在没有接收到的信号的情况下并联电阻器使电容器电流放电。
一种电压比较器，用于电平检测。当不存在信号时，作为比较器的第一输入提供的检测电平可以被设置为高于来自峰值/平均单元的热噪声电压。另一个比较器输入连接到峰值/平均单元。当接收到信号时，电压电平将从峰值/平均单元上升，并且比较器将输出“信号存在”标志或信号。
在被设置为回送模式的节点设备中，“F1信号存在”标志使得发射机53能够响应于F1的接收而传输F2。F2最初从回送设备发射机正向或负向发出。在优选实施例中，全波整流器随后在接收回送信号F2rect的节点设备的测量单元中将信号整流为正电压F2rect。
在设置为测量模式的节点设备中，“F2信号存在”标志用于断开RC网络中电容器C的充电。当电容器C的充电已经停止时，控制单元42、62可以用模数转换器测量电容器的电压电平。快速测量并不是关键的，因为在测量完成之前，电容器会保持其电压。电容器然后被设置为零电压，并且可以开始另一个测量周期。这可以包括向完成测量的节点设备发送控制信号，以断开回送模式，而进入操作模式。控制信号还可以被发送到另一个节点设备，将其设置为回送模式。
由测量单元47测量的时间推移T通常比信号F1和F2通过同轴网络2传播所需的时间更长。时间推移T还包含由模拟和数字电路贡献的时间段。然而，这个时间段通常几乎是恒定的，并且小的变化可以通过进行几次测量并对结果进行平均来解释。
形成总时间推移T的部件的时间段包括但不限于：
·发射机TT1、TT2的激活时间
·带通滤波器上升时间TB1、TB2
·同轴电缆传播时间Tfwd，Trev(感兴趣的时间推移)
·信号检测周期TD1、TD2
总的时间延迟按通过网络发生的顺序为：
T＝TT1+TB1+Tfwd+TB1+TD1+TT2+TB2+Trev+TB2+TD2
通过将测量模式硬件单元连接到回送模式测量硬件单元并平均几个时间推移结果，可以从时间推移T中减去与同轴电缆传播时间无关的时间推移T的恒定部分。
当测量时间推移时，可以使用时间测量RC网络。正如普通电子书籍中所描述的，当电容器被电流充电时，电容器上的电压可以表示为：
其中，R是充电电流流经的电阻器，C是电容器的电容值。V0是在R上生成充电电流的电压。由于只有V(t)取决于时间推移(t)，因此如果V(t)已知，则可以进行时间推移的计算。该参数值V(t)优选在控制单元42的控制下在测量单元47中被采样。当信号F2的检测触发了采样事件时，时间推移电压不能允许改变，直到控制设备已经采样电压电平为止。如果电容器继续充电，就会发生这种情况。优选地，采样和保持电路由F2检测器非常快地触发，然后将电压保持在恒定电平处，直到控制设备已经对电压进行采样。然后，控制设备清除(归零)电容电压，并且可以开始新的测量。
从样本参数值V(t)获得的计算的时间周期可以求解，但必须除以2，因为信号在同一电缆上来回传播。重新安排并对传播时间求解给出：
其中，Const是通过带通滤波器和电子测量电路引入的恒定延迟。
如参考图6所述，其中描述了在测量模式或回送模式中选择性使用的电路结构，发送F1信号或F2信号需要发射机63。由于要么选择回送模式，要么选择测量模式，因此在每种模式中只需要一个发射机。因此，如果其可以配置成在两个频率(F1和F2)下工作，就可以只使用一个发射机。这将降低硬件成本和设计的复杂性。
类似地，需要信号检测器65来感测F1或F2的存在。由于要么选择回送模式要么选择测量模式，因此在每种模式中只需要一个检测器。因此，如果其可以被配置用于两个频率(F1和F2)，就可以只使用一个检测器，这将再次降低硬件成本和设计的复杂性。如果频率F1和F2被选择成紧密地挨在一起，可以构造一个带宽足够的检测器来检测两个频率，然后是将它们分开的带通滤波器。为了检测F1或F2信号，可以使用全波整流器和二极管检测器来感测到达检测器的信号的存在。二极管检测器输出可以由运算放大器放大，并且可以设置触发电压电平。然后，输出可以触发采样和保持电路或F2发射机。
带通滤波器44和46被配置成阻止不想要的信号进入检测器。带宽BW1、BW2必须足够大，以实现信号F1和F2的快速上升时间。针对一阶RC网络，上升时间和带宽之间通常假设的关系是：
带宽必须足够大，以使上升时间与总的时间推移测量周期相比可以忽略不计。同轴网络中的带宽非常大，以至于不会影响上升时间。利用当今的集成电路技术，模拟电路中的上升时间可以保持足够小，以便进行精确测量。过长的上升时间会影响短距离测量的性能，因此带宽应该保持足够高。例如，35MHz带宽滤波器将实现10ns的上升时间。
图6中所示的开关67可以借助于双向模拟开关来实现，该双向模拟开关被配置成将模拟电压从输入端/输出端短路到两个输入端/输出端中的任何一个。开关用于将每个频道F1或F2配置为传输模式或接收模式。开关上升时间可以忽略不计，输出状态之间的切换延迟不会影响时间推移测量，因为切换是在测量开始之前完成的。
参考图3，显示了同轴电缆2上的数据通信网络，包括至少第一节点设备n0和多个另外的节点n1-nk。根据本文描述的处理步骤，可以通过测量参考信号的传输和回送信号的接收之间的时间推移来建立节点a和b之间的传播时间Ta,b。在一个近似中，这个时间推移可以被视为双重传播时间。在更具体的近似中，如所述，可以从测量的时间推移中减去常数部分，以计算传播时间。如图3所示，因此至少可以建立第一节点设备n0与每个另外的节点设备ni之间的传播时间T0,i。该结果随后可用于基于在至少第一节点设备n0中传输参考信号和接收回送信号之间的时间推移来确定时间延迟值d0,i。在替代实施例中，可以建立多个节点设备内任意一对节点设备之间的传播时间Ti,j。这可以通过以下方式获得：控制用于充当第一节点设备以用于传输参考信号和接收回送信号的任何节点设备i连同另一个节点设备j。优选地，传播时间的这个建立的结果随后由节点设备i报告给结合在数据通信管理设备10中的节点设备。
基于传输参考信号和接收回送信号之间的时间推移，所获得的结果随后可用于确定应用于第一节点n0设备和另一节点设备ni之间的时间延迟值d0,i，或者甚至应用于任何两个节点设备ni设备和nj之间的di,j。在一个实施例中，所确定的时间延迟值di,j被存储或格式化为时间延迟矩阵D，该矩阵D包括同轴网络中对于每条路径的时间延迟值，其中终端通过节点设备中的硬件电路连接，该硬件电路可以被配置为测量模式或回送模式。每个时间推移值对应于从测量单元到回送单元的同轴电缆路径的大致长度，并且可以被转换为该大致长度。网络中的每个节点设备然后可以实现本地时间延迟单元68，其延迟从诸如数据通信管理设备10的第一节点设备接收的触发信号。在各个节点设备中，延迟单元68优选地被配置成延迟触发信号，使得从延迟单元68提供的激活信号69在多个或所有节点设备中基本上同时执行动作。
在一个实施例中，已经建立了至少近似表示节点设备ni和nj之间传播时间的时间推移值Ti，j。延迟值di，j然后可以被确定为
其中，是从节点ni到任何其他节点设备建立的最大时间推移，k可以是具有值≥0的常数。当k＝0时，如果要在包括nj和任何较近节点设备的每个节点设备中建立基本上同时的激活信号69(就传播时间而言)，该公式将提供可以应用的最短可能延迟。如果激活信号69被同时建立就足够了而不要求尽快，则可以应用更简单的公式：
di，j＝K-Ti，j，
其中，且可能甚至使得它合理地超过建筑物综合体内任何预期的同轴电缆长度。例如，K＝10μs对应于近2km的同轴电缆，大于大多数建筑物综合体中可预期作为最远一对节点设备之间的距离。
在优选实施例中，充当第一节点设备n0的一个节点设备将寻址另一个节点设备ni，用信号通知所述另一个节点设备进入回送模式。这可以例如借助于所参考的在先申请EP16178618.1和US15/341,739中描述的控制信道来获得。因此，连接到同一同轴电缆的数据通信网络中的每隔一个节点设备将忽略信号F1。第一节点设备开始测量并计算到另一节点设备的时间推移，并将其存储在例如时间推移表中。然后，第一节点设备通过发信号通知其离开回送模式来取消选择被寻址的节点设备，并且继续数据通信网络的节点设备列表中的下一个节点设备，并且循环重新开始。这可以持续直到所有时间推移都是已知的，要么仅关于第一节点设备(例如管理设备)，要么关于所有节点设备。如所提及，时间推移数据然后可用于确定时间延迟值，该时间延迟值可用于通过在相应节点设备中本地延迟接收信号(如基于参考时钟的触发器)来将数据通信终端设备一起同步。这可以例如利用锁相环和/或延迟锁定环来实现。所需的一个重要特性在于，控制设备必须能够以小步骤控制本地增加的延迟，以使得时间延迟分辨率足以用于数据通信终端设备上的应用。例如，要达到1m分辨率，大约需要5ns的步长，并且如果1m和250m电缆并联在星形网络的不同同轴电缆分支上，则需要1μs或更长的总延迟。
在一个实施例中，管理设备10可以控制该过程，并且可以将结合在数据通信终端设备100中的一个节点设备配置为测量模式，并且相对于被设置为回送模式的数据通信终端设备101的另一个节点设备执行测量。优选地，管理设备10然后读回时间推移值的建立结果，并将其存储在时间推移表中。然后，管理设备10可以转换两个数据通信终端设备100、101的模式，并且以相反的顺序再次开始测量，并且随后保存结果。然后继续所有可能的组合，直到所有的时间推移都是已知的，如图3所示。一旦已经建立针对数据通信网络的所有多个节点设备的时间推移，就可以确定对于相应节点设备的时间延迟值，并且建立时间延迟表或矩阵，这个表或矩阵描述同轴网络中所有节点设备之间的所有单独的时间延迟。在一个实施例中，节点n0可以是MoCA管理设备10，而节点设备n1-nk是MoCA终端设备101-k。对于任何节点，其自身的时间延迟值优选总是零。时间延迟矩阵可以采取这样的形状，如：
延迟矩阵D优选是近似互逆的；即，di，j＝dj，i。
图7示意性地示出了根据一个简化实施例的数据通信网络，与上述任何实施例一致。数据通信网络包括通过同轴电缆2互连的第一节点设备n0和多个另外的节点设备n1-n4，该数据通信网络形成星形网络和级联网络的组合。根据上述示例中概述的方法，节点设备之间的所有时间推移Ti，j可以通过测量以及可能的后续常数因子的相减来建立。这些时间推移值中的一些作为时间单位t的示例化的整数在附图中示出，时间单位t可以是任意时间单位，例如t＝100ns。一旦建立了所有时间推移，就可以建立时间推移值矩阵，其中对于节点设备n0-n4的行和列编号为0-4：
在这个网络中，当n0为参考时，最长的时间推移是至n4的5t。另一方面，当n4是参考时，最远的节点设备是9t远的n2。因此，我们可以确定在每个节点设备中使用的延迟值di，j，这取决于它将哪个其他节点设备视为参考。使用上述公式，其中k＝0，每个延迟值可以被确定为：
对于该特定示例，延迟值矩阵将采用以下值：
基于该示例概述的原理确定的延迟值矩阵可以被编译，并且随后从例如充当第一节点设备n0的管理设备10传输到所有其他节点设备n1-n4。在相应的节点设备中，它可以作为数据存储在借助于控制单元62可访问的存储器621中。
节点设备nj因此可以被配置成在数据通信网络中以回送模式操作，而另一个节点设备ni以测量模式操作，其中这些节点设备经由同轴网络2连接。回送节点设备nj可以被配置成如图6中例示的节点设备600，并且包括用于连接到同轴网络2的连接器13和连接到连接器的信号检测器65，该信号检测器55被配置成检测从连接的同轴网络接收的参考信号F1。连接到信号检测器55的信号发射机63因此可以被配置成响应于检测器检测到参考信号而传输回送信号F2。
在这种情况下，被配置成在数据通信网络中以测量模式操作的节点设备ni也具有用于连接到同轴网络的连接器13，并且可以被配置为图6中的节点设备600。测量节点设备包括连接到所述连接器的信号发射机63，该发射机被配置成将参考信号传输到同轴网络，以供回送节点设备nj接收。被配置成在测量模式下操作的节点设备ni还包括测量单元47，该测量单元47连接到信号发射机63，并且还被连接成从参考信号被发送到的节点nj接收回送信号F2。测量单元47被配置成基于在被配置成在测量模式下操作的节点设备ni中传输参考信号F1和接收回送信号F2之间的时间推移Ti,j来测量参数值。被配置成在测量模式下操作的节点设备ni中的控制单元62优选地被进一步配置为根据测量的参数值来确定时间延迟值di,j，并且发送指示所述时间延迟值的控制信号以供另一节点设备接收。时间延迟值di,j优选地随后被发送到节点设备nj，并存储在其中的存储器621中。
该时间延迟值稍后可以用于操作例如MoCA系统，以在多个节点设备n中、在操作模式或同步模式中基本同时地执行动作。为此，节点设备nj因此优选地包括延迟电路68，延迟电路68被配置成通过将时间延迟值应用于由信号检测器65接收的触发信号67来生成激活信号69。时间延迟时间延迟值优选地借助于控制单元62从存储器621中检索，并且由此选择适当的di,j，其与节点设备ni和nj之间通过同轴网络的传播时间相关联。因此，控制单元62被配置成借助于激活信号触发动作的执行，激活信号随后将在多个节点设备中基本上同时被激活，由于来自传输携带触发信号的信号F1的节点ni的不同传播路径，该多个节点设备在不同时刻接收相同的触发信号67。在操作模式中，节点设备因此仅监听参考信号F1以创建具有其预设延迟的触发脉冲。在操作模式中，节点设备可以实现数字延迟电路，即延迟锁定环(Delay Lock Loop)，以改变“信号存在”信号的相位。这样，F1可以用作触发信号。不管回送功能是激活的还是非激活的，该特征仍然存在。因此，通过计算的延迟值的测量和提供而同步的两个节点设备的DLL可以被调整，以在相应的两个节点设备中实现所得到的两个触发信号的相同相位。在节点设备上的DLL上设置的调整值由数据通信网络传送，在一个实施例中，作为以太网流量从管理单元传送到节点设备上的控制单元。管理单元还被配置为协调测量过程，以将节点设备在三种模式中的任何一种模式中(测量模式、回送模式或操作模式)设置为它们对于操作所需的模式。
与数据通信网络的同步相关的、且用于在数据通信网络中执行同步服务的方法，以及如本文所述被配置成在数据通信网络中操作的节点设备，形成了通用的总体发明概念，这使得有可能管理在数据通信系统中需要基本同时执行的动作。通过使用数据通信系统的操作带宽之外的信号频率，而不是使用数据通信网络的数据分组，减轻了所涉及的节点设备的由例如抖动引起的测量的负面影响，以及由依赖于分组大小的网络处理器工作负荷引起的影响。此外，平均化的需求被最小化。所描述的测量方法可以在不使用任何数字处理电路的情况下完成，从而避免时间延迟变化，而不需要昂贵的部件布置。与传播时间无关的延迟是可预测和可重复的，并且可以在设计或生产阶段用“零米”电缆在校准过程中加以考虑。
已经参考附图描述了方法和节点设备的实施例，附图用于解释如何实施本发明，但是这些示例不应被解释为对权利要求所定义的本发明的限制。

Claims (43)

1.一种用于数据通信网络的同步的方法，所述数据通信网络包括多个节点设备，所述多个节点设备通过同轴网络互连并且被配置用于预定频率带宽内的数据通信，所述方法包括以下步骤：
以所述带宽之外的频率将参考信号从第一节点设备传输到所述同轴网络上；
以所述带宽之外的频率通过所述同轴网络从另一节点设备接收回送信号；
基于传输所述参考信号和接收所述回送信号之间的时间推移来确定时间延迟值；
向所述另一节点设备发送所述时间延迟值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述参考信号是预定频率的连续波信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述参考信号在启动电容器的充电的同时被传输，并且其中，检测到所述回送信号的接收使得所述电容器的充电停止。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第一节点设备是网络管理设备，并且其中，所述传输、接收和确定的步骤利用所述多个节点设备中的每个另外的节点设备相继执行。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，针对所述多个节点设备中的每对节点设备，相继执行所述传输、接收和确定的步骤。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，包括：
编译与每两个节点设备相关联的一组时间延迟值；以及
其中，发送的步骤包括向每个节点设备发送所述一组时间延迟值。
7.根据权利要求4所述的方法，包括：
编译矩阵，所述矩阵包括与所述网络管理设备和每个另外的节点设备之间的时间延迟相关联的时间延迟值；以及
其中，发送的步骤包括向每个节点设备发送所述延迟值。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，相对于所述第一节点设备针对每个另外的节点设备确定时间延迟值，所述时间延迟值被配置成补偿所述第一节点设备和相应的另外的节点设备之间的不同传播时间。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，包括以下步骤：将控制信号从所述第一节点设备传输到所述同轴网络上，触发单个另外的节点设备充当回送节点。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，以第一频率传输所述参考信号，并且以第二频率接收所述回送信号。
11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述回送信号以是所述参考信号的频率的整数乘积的频率被接收。
12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述参考信号具有频率F1，并且所述回送信号具有频率F2，所述频率F2为n*F1，其中n是至少为2的整数。
13.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述数据通信网络是接入网络，其中，所述第一节点设备连接到宽带数据信道并控制另外的节点设备对所述宽带数据信道的接入。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述数据通信网络是MoCA(同轴电缆多媒体联盟)接入网络。
15.一种用于数据通信网络的同步的方法，所述数据通信网络包括多个节点设备，所述多个节点设备通过同轴网络互连并且被配置用于在预定频率带宽内的数据通信，所述方法包括以下步骤：
通过所述同轴网络在另一节点设备中以所述带宽之外的频率从第一节点设备接收参考信号；
响应于接收到所述参考信号，以所述带宽之外的频率通过所述同轴网络从所述另一节点设备向所述第一节点设备传输回送信号；
基于在所述第一节点设备中传输所述参考信号和接收所述回送信号之间的时间推移，在所述另一节点设备中接收时间延迟值。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所接收的参考信号是预定频率的连续波信号，并且其中所述回送信号与所述参考信号相比以零相位差传输。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，以第一频率接收所述参考信号，并且以第二频率传输所述回送信号。
18.根据前述权利要求15-17中任一项所述的方法，其中，所述回送信号以是所述参考信号的频率的整数乘积的频率来传输。
19.根据前述权利要求15-18中任一项所述的方法，其中，所述参考信号具有频率F1，并且所述回送信号具有频率F2，所述频率F2为n*F1，其中n是至少为2的整数。
20.根据前述权利要求15-19中任一项所述的方法，其中，所述数据通信网络是接入网络，其中，所述第一节点设备连接到宽带数据信道，并控制另外的节点设备对所述宽带数据信道的接入。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述数据通信网络是MoCA(同轴电缆多媒体联盟)接入网络。
22.一种节点设备，其被配置成作为管理节点设备与经由同轴网络连接的另一节点设备一起操作，用于数据通信网络中预定频率带宽内的数据通信，所述管理节点设备包括：
连接器，其用于连接到同轴网络；
信号发射机，其连接到所述连接器，所述信号发射机被配置成传输参考信号；
测量单元，其连接到所述信号发射机，并且被连接成以所述带宽之外的频率从另一节点设备接收回送信号，其中所述测量单元被配置成测量所述参考信号的传输与所述回送信号的接收之间的时间推移参数值。
23.根据权利要求22所述的节点设备，包括控制单元，所述控制单元被配置成根据所测量的时间推移参数值来确定时间延迟值，并且发送指示所述时间延迟值的控制信号以供所述另一节点设备接收。
24.根据权利要求22或23所述的节点设备，包括连接在所述连接器和所述发射机之间的参考信号带通滤波器，以及连接在所述连接器和所述测量单元之间的回送信号带通滤波器。
25.根据前述权利要求22-24中任一项所述的节点设备，包括被连接以接收所述回送信号的信号检测器，所述信号检测器包括连接到信号输入端的电压整流器、连接到所述整流器的峰值/平均单元，以及连接到所述峰值/平均单元的电压比较器，用于信号电平的检测以指示信号存在。
26.根据前述权利要求22-24中任一项所述的节点设备，其中，所述参考信号是预定频率的连续波信号。
27.根据前述权利要求22-25中任一项所述的节点设备，其中，所述信号发射机被配置成在启动电容器的充电的同时传输所述参考信号，并且其中所述测量单元被配置成响应于接收到所述回送信号而停止对所述电容器的充电。
28.根据前述权利要求22-27中任一项所述的节点设备，其中，管理节点设备被连接到所述数据通信网络中的多个另外的节点设备，并且被配置成向每个另外的节点相继传输参考信号。
29.根据前述权利要求22-28中任一项所述的节点设备，包括：
编译矩阵，所述矩阵包括与所述管理节点设备和每个另外的节点设备之间的时间延迟相关联的时间延迟值；以及
其中，发送的步骤包括向每个节点设备发送所述延迟值。
30.根据前述权利要求22-29中任一项所述的节点设备，包括控制单元，所述控制单元被配置为对控制信号从所述网络管理设备到所述同轴网络上的传输进行控制，以触发单个另外的节点设备充当回送节点。
31.根据前述权利要求22-30中任一项所述的节点设备，其中，以第一频率传输所述参考信号，并且以第二频率接收所述回送信号。
32.根据前述权利要求22-31中任一项所述的节点设备，其中，所述回送信号以是所述参考信号的频率的整数乘积的频率被接收。
33.根据前述权利要求22-32中任一项所述的节点设备，其中，所述参考信号具有频率F1，并且所述回送信号具有频率F2，所述频率F2为n*F1，其中n是至少为2的整数。
34.根据前述权利要求22-33中任一项所述的节点设备，其中，所述数据通信网络是接入网络，其中，所述第一节点设备连接到宽带数据信道，并控制另外的节点设备对所述宽带数据信道的接入。
35.根据前述权利要求22-34中任一项所述的节点设备，其中，所述数据通信网络是MoCA(同轴电缆多媒体联盟)接入网络，并且所述节点设备包括MoCA通信设备。
36.一种节点设备，其被配置成与经由同轴网络连接的管理节点设备一起操作，用于数据通信网络中预定频率带宽内的数据通信，所述节点设备包括：
同轴连接器；
信号检测器，其连接到所述连接器，所述信号检测器被配置成检测参考信号，所述参考信号以在所述带宽之外的频率从连接的同轴网络被接收；
信号发射机，其连接到所述信号检测器，所述信号发射机被配置成响应于所述检测器检测到参考信号以所述带宽之外的频率传输回送信号。
37.根据权利要求36所述的节点设备，其中，所述信号发射机被配置成相对于所接收的参考信号以零相移将所述回送信号作为预定频率的连续波信号进行传输。
38.根据权利要求36或37所述的节点设备，其中，所述回送信号以与所接收的参考信号频率不同的频率被传输。
39.根据前述权利要求36-38中任一项所述的节点设备，其中，所述回送信号以是所述参考信号的频率的整数乘积的频率传输。
40.根据前述权利要求36-39中任一项所述的节点设备，其中，所述参考信号具有频率F1，并且所述回送信号具有频率F2，所述频率F2为n*F1，其中n是至少为2的整数。
41.根据前述权利要求36-39中任一项所述的节点设备，包括开关和控制单元，所述控制单元被配置成检测来自所述管理设备的控制信号，以选择性地设置所述开关进行以下操作：
激活回送模式，在所述回送模式中，所述信号发射机被配置成响应于接收到的参考信号而传输回送信号，或者
激活操作模式，其中所述信号发射机被配置成不响应于接收到的参考信号传输回送信号。
42.根据权利要求41所述的节点设备，包括
延迟电路，所述延迟电路被配置成在所述测量模式中将时间延迟应用于由所述信号检测器接收的信号，所述时间延迟与通过所述同轴网络在所述节点设备和所述另一节点设备之间的传播时间相关联。
43.根据前述权利要求36-42中任一项所述的节点设备，其中，所述数据通信网络是MoCA(同轴电缆多媒体联盟)接入网络，并且所述节点设备包括MoCA通信设备。
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