CN1640004A - 用于网络的耦合模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耦合模块(1)，经由该耦合模块在(内部)网络(30)的不同电子器具之间的通信变得有可能。为此，在每一种情况下利用相关的传输协议，该耦合模块(1)能够利用发射机和接收机模块(20－27)以模块化方式进行扩展，这些模块在每一种情况下创建与电子器具的网络接口。该耦合模块(1)可以最好独立地检测连接的器具，并且以适宜的协议传送输入信息给特定收件人。

Description

用于网络的耦合模块
本发明涉及用于互连电子器具(appliance)的网络的耦合模块。
处理数据和/或信号的电子器具被日益用于生活的所有领域中。因而为了有效地使用这些器具而希望这些器具被耦合在一起，以便它们可以彼此交换信息。就影响室内区域(即，建筑物内的区域，尤其是在住所和小型办公室内的区域)的范围而言，相关的网络被指定为内部(in-home)网络。电视机、无线电设备、监控器、扬声器、照相机、打印机、扫描仪、PC、电话机、机顶盒、话音识别系统、家用器具控制系统、安全设备等可以被集成到这种类型的内部网络。
把不同的电子器具耦合在一起的成问题方面是以下的事实，即许多不同的标准和方法竞争这些器具之间的数据传输。除了诸如蓝牙、Etsi Bran、DECT、IEEE 1394、IEEE 802.11的基于无线广播的方法之外，我们当前也开始发现所谓的电力线通信(PLC)，即，经由供电网络(power supply network)的数据传输，以及借助于扩散红外辐射的(房间方式)传输。还存在已知的经由Cat 3、5、6电缆、电话线路和同轴电缆(CableTV)的传输路由。
在这众多标准之中，任何给定电子器具诸如DVD播放器、录像机、扬声器或者电话机通常将仅支持一个标准。为了将这种类型的器具结合到现有的电子器具通信网络中，必须提供一个特殊的转换模块，能够在由该器具使用的标准和网络中商定的标准之间进行转换。在这一方面，存在所谓的网络桥接器，其将二个不同的网络技术诸如以太网LAN(局域网)和IEEE 802.11无线电LAN连接在一起(请参见US6167120)。在无线电LAN连接到以太网LAN的情况下，这还可以被称为“接入点”或“无线基站”。但是，这种类型的转换模块的附加获得是昂贵的，并且更多牵涉连接。
在这个背景下，本发明的一个目的是能够以对于最终用户来说尽可能简单和无问题的方式结合具有不同通信标准的电子器具到一个网络。
这个目的利用具有根据权利要求1的特征的耦合模块来实现。有益的实施例被描述在从属权利要求中。
按照本发明的该耦合模块可以被结合到一个网络中，该网络为了通信目的而互连电子器具。该耦合模块的特征在于：它包括用于不同的发射机和接收机模块或网络接口的至少二个输入端/输出端，其中这些发射机和接收机模块(网络接口)可以与该网络的电子器具通信，并且其中该耦合模块可以在发射机和接收机模块之间发送数据。
因此，该耦合模块在网络中提供中央通信和转换单元，它最好可以被扩展，并且经由其具有不同通信标准的不同器具可以通信。为了在该网络中允许特定的或新的标准，所需要的是提供适宜的发射机和接收机模块，并且将该模块连接到该耦合模块的输入端/输出端。接下列，相关的电子器具可以经由这个发射机和接收机模块与该耦合模块交换数据，其中该耦合模块随后以正确的协议经由另一个发射机和接收机模块与相应的通信伙伴交换该数据。借助于该耦合模块，对于最终消费者执行简单的所谓的“即插即用”从而对于所有可互连的器具变得有可能。由于其模块化结构，实际上该系统的任何匹配和扩展可以根据特定环境进行，其中新的发射机和接收机模块的连接也将允许未来技术的随后集成。利用内部网络，通过连接位于建筑物之外的接入网络，实际上在该建筑物内的任何位置上接入因特网和电信服务也是可能的。
该耦合模块最好被以这样一种方式建立，即，其可以在连接的发射机和接收机模块的不同传输协议之间转换。以这样的方式，在二个电子器具之间的通信路径中至少一部分的必要转换可以由该耦合模块接管，其结果是这些发射机和接收机模块可以被相应地设计得更简单，并且例如可以被实质上降低到物理接口的功能。
按照本发明的发展，该耦合模块可以被建立，以便独立地确定由该网络的电子器具使用的传输协议，并且随后使用这个协议以及适宜的发射机和接收机模块用于与这个器具通信。这个相关协议的自动确定为最终消费者进一步简化该耦合模块的使用，因为他不必为安装和设置各种技术标准而烦恼。
该耦合模块可以为优选的电子器具、为永久设置的电子器具或为使用的所有电子器具承担所有的数据信道和输入数据的转换。
但是，最好地，它被建立，以便从输入数据中确定利用这个数据寻址的电子器具，并且然后以相关的传输协议经由适宜的发射机和接收机模块明确地传送该数据到被寻址的器具。以这样的方式，该耦合模块可以在不同的器具之间创建灵活的连接。特定的传输路径不必永久地设置在这些器具之间，因为从该地址中明了一个信息项的特定接收机。
该耦合模块有利地通过具有连接到它的数据/程序存储器的可编程数据处理单元来形成。因此实质上可以通过该数据处理单元的适宜编程来限定该耦合模块的功能，这在新的或者未来的通信协议方面允许非常高的灵活性。为了利用安装的耦合模块充分利用这个灵活性，该数据/程序存储器最好是可从外部访问的，因此可以根据需要存储更新的数据和程序。
为了更宽广的通信，特别地利用外部信源，最好该耦合模块在不同的发射机和接收机模块之间的传输路径中承担防火墙和/或代理服务器的功能。防火墙是保护内部网不被非授权用户访问的安全系统，并且防止内部计算机与该网络外部的器具进行未授权通信(以及反之亦然)。代理服务器是临时存储频繁使用数据诸如因特网页面的计算机，以允许快速访问和防止长的传输路径。可以被连接到该耦合模块的发射机和接收机模块可以对于不同的无线或者有线通信标准来建立。尤其，它们可以按照例如标准Docsis、Eurodocsis、CableTV、GSM、UMTS、GPRS、ISDN、xDSL、电力线通信(PLC)、IEEE 802.11(a，b，...)、ETSI Bran、Hiperlan 1/2、DECT、HomeRF、Bluetooth、USB、IEEE 1394、IrDa和/或以太网来建立用于通信。
按照该耦合模块的发展，另外，其可以被建立，以便在信号放大之后以相同的传输协议传送输入数据。这表示该耦合模块也承担信号放大转发器的功能。在利用电力线通信的传输的情况下，最好在除输入线之外的相线(phasing line)上进行数据的重传。
该耦合模块可以进一步被建立，以承担连接的电子器具的备用功能。因此，有可能完全地关闭这些电子器具本身，并且仅操作该耦合模块作为中央备用模块。
将参考在附图中示出的实施例的例子进一步描述本发明，但是，本发明并不限制于此。
该附图示意地示出按照本发明的耦合模块的组成部分，具有连接的发射机和接收机模块以及电子器具。
该附图示出具有各种各样的电子器具的所谓的内部网络30，诸如ISDN电话和传真、POTS(普通老式电话系统)分路器、带有802.11aWLAN(无线局域网)NIC(网络接口卡)的移动终端、带有蓝牙NIC的有源音频扬声器、带有以太网NIC的PC、以太网(IEEE 802.3)LAN和供电网络(电力线AC)，带有PLC NIC的CD播放器和带有PLC NIC的有源扬声器被连接到该供电网络。因此，整个网络30包括多个子网络，具有不同的无线或者有线通信协议的不同的器具被连接到这些子网络。
为了能够在不同的网络和电子器具之间以简单、经济有效方式通信，按照本发明提出了一种包括具有各种发射机和接收机模块20-27的耦合模块1的转换单元。按照本发明的耦合模块1包括具有连接的电子存储器的数据处理单元(微处理器)，其中所谓的多协议接入网路由器/住宅网关(residential gateway)10和多协议内部网络桥接器/路由器/网关12是通过适宜的编程形成的。当通信出现在ISO/OSI参考网络协议模型的层2上时，其被指定为“桥接器”，利用层3上的通信，其被指定为“路由器”，而利用较高层上的通信，其被指定为“网关”。如果存在到一个外部接入网络的连接(例如，用于至因特网的接入)，也称为“住宅网关”。
在二个多协议转换器10和12之间设置防火墙和/或代理服务器11，以隔离该网络的内部组成部分与外部组成部分，并且能够更快速访问外部数据。
在每种情况下，发射机和接收机模块20-27是通过物理接口PHY和相关的通信协议形成的，该物理接口允许与或无线或有线连接的器具进行物理通信。发射机和接收机模块20-27可以以模块化方式进行互换或者改装，以使得耦合模块1可以被灵活地和连续地与内部网络30中新近添加的子网络相匹配。
借助于如上所述的耦合模块1，用于基于IP(网际协议)的内部网络的业务发现协议(Service Discovery protocol)诸如“万能即插即用(UpnP)”(来自微软公司)可以扩展其当前在建筑物中的网络服务的搜索，以包括子网络，这些子网络基于非基于IP的传输和网络技术，诸如DECT。
标号列表
1      耦合模块
10     多协议接入网络路由器/住宅网关
11     防火墙/代理服务器
12     多协议内部网络桥接器/路由器/网关
20-27  发射机和接收机模块
30     网络

Claims (10)

1.一种用于互连电子器具的网络(30)的耦合模块(1)，其特征在于：它包括用于连接不同的发射机和接收机模块(20-27)的至少二个输入端/输出端，其中这些发射机和接收机模块可以与该网络的电子器具通信，并且其中该耦合模块(1)可以在发射机和接收机模块(20-27)之间发送数据。
2.根据权利要求1的耦合模块，其特征在于：它被以这样一种方式建立，以致于它可以在连接的发射机和接收机模块(20-27)的不同传输协议之间转换。
3.根据权利要求2的耦合模块，其特征在于：它被建立，以确定由该网络(30)的电子器具使用的传输协议，并且使用这个协议以及适宜的发射机和接收机模块(20-27)用于与这个器具通信。
4.根据权利要求1-3之中至少之一的耦合模块，其特征在于：它被建立，以便从输入数据中确定利用这个数据寻址的电子器具，并且随后以相关的传输协议经由适宜的发射机和接收机模块(20-27)传送该数据到被寻址器具。
5.根据权利要求1-4之中至少之一的耦合模块，其特征在于：它是通过具有连接到它的数据/程序存储器的可编程数据处理单元形成的。
6.根据权利要求1-5之中至少之一的耦合模块，其特征在于：它被建立，以便在不同的发射机和接收机模块(20-27)之间的传输路径中承担防火墙(11)的功能。
7.根据权利要求1-6之中至少之一的耦合模块，其特征在于：它被建立，以便在不同的发射机和接收机模块(20-27)之间的传输路径中承担代理服务器(11)的功能。
8.根据权利要求1-7之中至少之一的耦合模块，其特征在于：发射机和接收机模块(20-27)允许按照例如标准Docsis、Eurodocsis、CableTV、GSM、UMTS、GPRS、ISDN、xDSL、电力线通信(PLC)、IEEE802.11、ETSI Bran、Hiperlan 1/2、DECT、HomeRF、Bluetooth、USB、IEEE 1394、IrDa和/或以太网来通信。
9.根据权利要求1-8之中至少之一的耦合模块，其特征在于：它被建立，以便在信号放大之后以相同的传输协议传送输入数据。
10.根据权利要求1-9之中至少之一的耦合模块，其特征在于：它被建立，以承担连接的电子器具的备用功能。
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