CN214480600U - 用于双向传送数据的联网系统以及交通工具 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及用于双向传送数据的联网系统以及交通工具，其通过传输线在第一收发器和第二收发器之间双向传送数据，该系统包括通信介质、包括第一收发器的第一节点以及包括第二收发器的第二节点，第一节点和第二节点被配置成在双向通信阶段期间在时隙内在第一收发器和第二收发器之间进行通信。时隙包括：多个上游时隙，在上游时隙中，第一收发器向第二收发器传送数据；多个下游时隙，在下游时隙中，第二收发器向第一收发器传送数据，其中下游时隙比上游时隙短；以及多个空闲时隙，将相邻的上游时隙和下游时隙分开。

Description

用于双向传送数据的联网系统以及交通工具

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年03月11日提交的美国临时申请专利序列号62/816,767的优先权和权益，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本实用新型涉及管理受约束环境中的双向通信。

背景技术

在有线介质之上的通信可以基于标准化协议来定义。这样的协议的一个家族是如由IEEE 802.3工作组定义的以太网。这些标准涵盖与物理通信介质相关联的物理(PHY)层(也被称为“层1”)和介质访问控制(MAC)层的各个方面，介质访问控制(MAC)层是在逻辑链路控制(LLC)子层下面的数据链路层的子层(也被称为“层2”)。各种版本的以太网标准被设计成以不同的速度操作，并且被设计成使用不同类型的物理通信介质。例如，以每秒100MBits操作的一些版本的以太网(被称为“100BASE-TX”)被设计成与线缆一起使用，该线缆包括针对每个方向(上游和下游)的分开的双绞传输线。以每秒1G比特操作的一些版本的以太网(被称为“1000BASE-T1”)被设计成与单个双绞传输线一起使用，该单个双绞传输线用于上游(upstream)方向和下游(downstream)方向两者，其使用回声消除来减轻反射对传输线的影响，以用于优化可用带宽，该带宽针对上游方向和下游方向被相等地共享。

以上描述是作为与该技术领域相关的总体背景而提出的，并且不应当被解释为对其包含的任何信息构成相对于本专利申请的现有技术的承认。

实用新型内容

在一个方面，总体上，一种用于双向传送数据的联网系统包括：通信介质，包括具有第一端和第二端的传输线；第一节点，包括第一收发器，第一收发器通过第一双向接口而在临近第一端处被耦合到传输线，第一双向接口被配置成：在双向通信阶段期间，向传输线传送电磁信号，以及从传输线接收电磁信号；以及第二节点，包括第二收发器，第二收发器通过第二双向接口而在临近第二端处被耦合到传输线，第二双向接口被配置成：在双向通信阶段期间，向传输线传送电磁信号，以及从传输线接收电磁信号。第一节点和第二节点被配置成：在双向通信阶段期间，在以下时隙内通信，这些时隙包括：多个上游时隙，在上游时隙中，第一收发器向第二收发器传送数据；多个下游时隙，在下游时隙中，第二收发器向第一收发器传送数据，其中下游时隙比上游时隙短；以及多个空闲时隙，将相邻的上游时隙和下游时隙分开。

各方面可以包括以下特征中的一个或多个特征。

第一节点还包括：端口，被配置成提供来自传感器的收集数据；以及第一介质访问控制器，被配置成：控制在双向通信阶段期间，由第一收发器对传输线的访问的定时；并且第二节点还包括第二介质访问控制器，第二介质访问控制器被配置成：控制在双向通信阶段期间，由第二收发器对传输线的访问的定时。

该联网系统还包括传感器，该传感器与第一节点的端口通信，并且被配置成在双向通信阶段期间收集收集数据的至少一部分。

在多个上游时隙期间，第一收发器向第二收发器传送包括收集数据中的至少一些收集数据的数据。

第一介质访问控制器和第二介质访问控制器被配置成：至少部分地基于传输线的端子特性，提供空闲时隙的最小持续时间。

第一端以一阻抗而终止，该阻抗将来自第一端的反射减少至少80％，并且第二端以一阻抗而终止，该阻抗被配置成将来自第二端的反射减少至少80％。

第一介质访问控制器和第二介质访问控制器被配置成提供最小持续时间，以使该最小持续时间针对以下是足够长的：来自第一端的反射或来自第二端的反射在第一端与第二端之间的往返行程之上传播至少两次。

第一介质访问控制器和第二介质访问控制器被配置成：在建立阶段期间，分别由第一收发器和第二收发器交换信息，并且建立阶段包括在第二节点与第一节点之间传送指示以下至少一项的值：上游时隙或下游时隙的选择的持续时间、或上游时隙和下游时隙之间的选择的时隙比率。

第一节点包括第一定时模块，第一定时模块被配置成提供第一定时信号，以用于确定在其中使用第一收发器进行传送和接收的时隙，并且第二节点包括第二定时模块，第二定时模块被配置成提供第二定时信号，以用于确定在其中使用第二收发器来进行传送和接收的时隙。

第一节点和第二节点被配置成：在建立阶段期间，将第一定时模块同步到第二定时模块。

第二节点还包括通信端口，通信端口与计算设备通信，计算设备被配置成处理收集数据的至少一部分。

第二节点包括联网交换机，联网交换机被配置成将收集数据的至少一部分路由到计算设备。

第一介质访问控制器和第二介质访问控制器被配置成提供通信会话，在通信会话中，所有的下游时隙具有相同持续时间，并且所有的上游时隙具有相同持续时间。

一种交通工具，包括上述联网系统，该联网系统被配置成在设备之间传送数据，设备被布置在交通工具的不同部分中。

各方面可以具有以下优点中的一个或多个优点。

以太网是通信形式的一个示例，该通信可以在受约束环境(诸如机动车环境)中操作，在该环境中某些操作要求(例如，电磁噪声要求和/或温度要求)必须满足，并且某些物理约束(例如线缆长度)可以被假设。但是，一些以前的以太网协议已具有一特性，该特性呈现对于在一些受约束环境中实现更大优化的挑战。本文描述的各种技术的一些实现能够减轻这些潜在挑战中的一些或全部挑战，其示例在下面进行描述。

一些以太网协议被配置成使用针对点对点链路中的上游和下游通信的分开的通信介质(例如，分开的传输线)而进行操作。但是，在诸如机动车的环境中，由于将针对每个链路的传输线的数目加倍而产生的额外重量可能不利于满足重量限制。例如，被用于机动车内的数百个节点的线缆的组合重量可能在一百公斤或更多的量级。本文所述的一些实现在链路的任一端上的节点之间使用共享的通信介质。

一些以太网协议被配置成使用对称链路来操作，该对称链路在共享的通信介质(例如，点对点传输线上)上平均地划分可用带宽。在诸如机动车的环境中，可能存在一些节点(例如，传感器节点、或向上游发送来自传感器节点的传感器数据的节点)具有比其他节点(例如，控制节点、或向下游发送来自控制节点的控制信息的节点)大得多的待传送数据量。在常规的以太网系统中，组件被配置成在上游方向和下游方向两者上，提供平衡的带宽容量。因为联网系统被设计成适应在其中需要更大容量的方向的要求，因此通常在另一方向上存在未被使用的带宽容量。

在本公开中，描述了一种系统，该系统脱离了通常的平衡带宽容量设计，而是提供了建立对总可用带宽的不均匀(或“不对称”)划分的选项。在一些实现中，该不均匀划分可以通过在建立阶段期间的通信来促进，其允许节点中的一个节点向其他节点发送信息，该信息指示带宽将如何划分，如下面更详细地描述的。

一些以太网协议被配置成：使用时分复用，在点对点链路的任一端上的节点之间的所共享的通信介质之上划分带宽。在这种协议中，回声消除通常被用来允许针对上游通信和下游通信的交替时隙靠近在一起，而不会因来自反射的回声而失真，反射在传输线的各端之间，该传输线未由完美的阻抗匹配负载终止。然而，在诸如机动车的环境中，由于使用这种回声消除电路装置而引起的额外的重量、成本、功率消耗和/或复杂性可能是不利的。代替回声消除，一些实现包含在活跃(active)时隙之间的空闲时隙，以允许反射在各端之间传播足够的时间以下降到用以避免明显的失真的足够低的振幅。机动车环境的受约束大小确保了反射传播往返行程(round trip)距离的所需倍数所需要的时间、以及所得空闲时隙，是足够小以消耗相对少量的可用带宽。

在一些情况下，回声消除要求在通信电路装置中留出足够的余量，以使信号强度加倍(例如，1-V信号、以及并且其反射在传输线上增加到2V)。通过避免针对回声消除的需要，另一优点可以是使用额外的信号强度余量来增加标准信号振幅(例如1.5V代替1.0V)的能力。在诸如可能具有显著电磁噪声水平的机动车的环境中，该附加信号强度可以是显著的改进。

根据以下描述以及根据附图和权利要求，其他特征和优点将变得明显。

附图说明

当结合附图阅读时，根据以下具体实施方式可以最好地理解本公开。注意的是，根据惯例，附图的各种特征未按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或减小。

图1是一个示例交通工具的示意图。

图2是交通工具中的通信网络中的一个示例通信链路的示意图。

图3是通信网络中的上游节点和下游节点之间的一个示例通信模式的绘图。

图4是用于通信网络中的双向通信的示例过程的流程图。

具体实施方式

图1是示出根据本公开的一个实施例的交通工具100的一个示例的示图，在其中本文描述的各个方面、特征和要素被实现。交通工具100包括通信网络(或者简称为“网络”)，其支持在交通工具100中的不同子系统之中的通信。该网络可以具有各种网络拓扑中的任何一种。在一些实现中，一些节点可以通过诸如总线的共享的通信介质连接，不同的节点被连接到该共享的通信介质。在一些实现中，某些节点(例如，传感器节点)通过点对点链路连接到其他节点(例如，交换机节点)。在图1的示例中，该网络包括多个网络段，该多个网络段被配置成提供对交通工具100内的多个区域的通信和控制。前区域网络段102A包括交换机104A，交换机104A用作网络段102A的网关，中区域网络段102B包括交换机104B，交换机104B用作网络段102B的网关，并且后区域网络段102C包括交换机104C，交换机104C用作网络段102C的网关。在该示例中，前区域网络段102A和后区域网络段102C包括相应的控制模块106A和106B，控制模块106A和106B通过网络提供针对交通工具100中的各个子系统的控制功能性。例如，控制模块106A连接到网络控制器108，网络控制器108通过交换机104A将控制模块106A耦合到网络。如下面更详细地描述的，网络控制器108被配置成使用通信协议(例如，以太网类型协议)进行通信。在该示例中，中区域网络段102B被配置成支持与各种传感器设备进行通信，但是不包括专用控制模块。

例如，控制模块可以使用片上系统(SoC)、或包括一个或多个处理器核的其他电子电路装置来实现。给定的处理器核可以被配置为诸如中央处理单元(CPU)的通用单元、诸如图形处理单元(GPU)的专用单元和/或其他形式的处理电路装置。例如，控制模块可以使用以下项来实现：一个或多个专用处理器、一个或多个数字信号处理器、一个或多个微处理器、一个或多个控制器、一个或多个微控制器、一个或多个集成电路、一个或多个应用特定集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列、一个或多个可编程逻辑阵列、一个或多个可编程逻辑控制器、一个或多个状态机或其任意组合。控制模块可以基于所存储的代码来执行程序，所存储的代码包括存储在存储模块中的代码，存储模块包括任何有形非暂态计算机可用或计算机可读介质，例如，其能够包含、存储、传达或传送机器可读指令或与之相关联的任何信息，以供控制模块使用或与控制模块一起结合使用。例如，存储模块可以包括任何形式的易失性或非易失性存储器，包括一个或多个固态驱动器、一个或多个存储器卡、一个或多个可移动介质、一个或多个只读存储器、一个或多个随机访问存储器、一个或多个盘(包括硬盘、软盘、光盘)、磁卡或光学卡、或适于存储电子信息的任何类型的非暂态介质，或其任何组合。

传感器设备可以被包括在交通工具的任何区域中，传感器设备的种类的示例包括成像/导航传感器110A(例如，视频相机、雷达、LiDAR(激光探测及测距装置)、测距仪或其他临近度传感器、速度传感器、加速度计、红外感应、声学感应(包括超声波传感器)、GPS等)以及环境/用户界面传感器110B(例如，空气质量流量、引擎速度、加速度、制动、牵引、氧气、燃料温度、压力、电压、方向盘位置、座椅位置、眼睛跟踪等)。成像/导航传感器110A通过通信桥112A向网络提供数据，并且环境/用户界面传感器110B通过通信桥112B向网络提供数据。这些通信桥可以根据通信协议来配置，以促进潜在大量的传感器数据去往控制模块中的一个控制模块或两个控制模块的传送，如下面更详细描述的。虽然该示例示出了一些传感器经由一个或多个交换机，通过两个或更多个点对点链路而被连接到控制模块中的一个控制模块，但是其他传感器可以通过单个点对点链路而被连接到控制模块，而无需经过任何中间交换机，这可以用于“边缘处理”(edge processing)，边缘处理避免跨交通工具的网络而移动大量的数据，从而潜在地减少网络拥塞。

通常存在交通工具的大数目个子系统，其也可以被配置成向控制模块中的一个或多个控制模块提供数据，和/或由控制模块中的一个或多个控制模块控制。例如，这些子系统中的一些子系统可以与交通工具的底盘、车轮或动力总成件(powertrain，例如，包括动力源、悬架、驱动轴、车轴和排气系统)相关联。诸如内燃引擎、电机或内燃引擎和电机的组合的动力源可以可操作，以向车轮中的一个或多个车轮提供动能作为原动力。还可以存在大量与网络通信的驾驶员控件(例如，用于上动力/点火、转向、加速和制动)和显示器，或其他用户界面输入和输出元件。而且，除机动车以外的备选类型的交通工具可以包括其他子系统，包括用于其他类型的推进的子系统，诸如用于飞行交通工具的螺旋桨。这些子系统的各种模块中的任何模块可以是电子可控制模块，其至少部分地基于被发送到控制模块中的一个或多个控制模块的信号、或从控制模块中的一个或多个控制模块发送的信号而被控制。与不同网络段中的这些子系统相关联的通信节点与其他子系统(诸如，动力总成件、车轮或两者)进行通信，例如，以控制交通工具100，诸如加速、减速、转向或以其他方式控制交通工具100。

可以存在各种类型的通信介质，各种类型的通信介质将网络的不同节点连接。交换机和通信桥可以通过线缆互连，以用于传送经编码信号(例如，根据合适的协议，使用所传送的波的振幅和/或相位而编码的信号)。在一些情况下，不同类型的节点之间可以存在不同类型的线缆，线缆中的一些线缆可以具有不同的物理特性，诸如长度、带宽容量和/或屏蔽材料。例如，一种类型的线缆114可以被用在传感器桥与交换机之间，并且另一类型的线缆116可以被用在不同的交换机之间。线缆可以包括一种或多种通信介质，诸如电布线和/或光纤。交换机和通信桥可以被配置成包括用于根据分层的协议栈中的特定通信协议提供适当功能性的电路装置。例如，PHY层协议可以由收发器使用，该收发器包括用于将信号传送到通信介质上的电路装置、以及用于从通信介质接收信号的电路装置。在一些实现中，存在分开的发射器电路装置和接收器电路装置，以及用以控制是控制发射器或是接收器在活跃地访问通信介质的电路装置。MAC层可以由介质访问控制器使用，介质访问控制器控制由收发器对通信介质的访问。介质访问控制器和/或控制收发器的定时的其他电路装置(例如，在MAC层和/或PHY层中的一项或两项中的电路装置)能够配置交换机104B与通信桥112B之间的链路118，以提供对可用带宽的不均匀划分，以用于大数量的传感器数高效地上游流动。其他类型的线缆也可以被包括在交通工具100中，诸如用于递送电功率的线缆。例如，控制交换机、控制模块和传感器可以被配置成通过功率递送网络从动力总成件接收功率。

图2是示出了在诸如图1的交通工具100的受约束环境中，网络的两个节点之间的通信链路的示例的示意图。电传输线200(例如，双绞线，包括由被绞合在一起的绝缘材料所围绕的两个导线)提供在下游节点202A与上游节点202B之间的共享的点对点连接。下游节点202A包括收发器204A，收发器204A耦合到传输线200的一端(或临近于其一端)，并且上游节点202B包括收发器204B，收发器204B耦合到传输线200的一端(或临近于其端)。每个收发器包括双向接口，该双向接口包括传送器电路装置和接收器电路装置，被配置成向传输线200传送电磁信号(例如，电压信号)，并且接收器电路装置被配置成从传输线200接收电磁信号。在一些实现中，收发器、以及将收发器耦合到传输线200的接口电路装置被集成在PHY设备内，PHY设备被配置成符合物理层标准。下游节点202A包括介质访问控制器206A，被配置成控制收发器204A，并且上游节点202B包括介质访问控制器206B，被配置成控制收发器204B。在该示例中，下游节点202A以如下方式而与传感器210通信：或者在桥之上直接通信，或者通过一个或多个交换机在一个或多个附加链路之上间接通信；并且上游节点202B以如下方式而与处理器212(诸如，控制模块中的处理器)通信：或者直接通过网络控制器通信，或者通过一个或多个交换机而在一个或多个附加链路之上间接通信。

由于由传感器所收集的数据的数量、以及数据到达网络中的上游节点(诸如控制模块或处理器)所需要的速度，有用的是，使网络中的链路中的至少一些链路被配置成提供针对上游方向的可用带宽的较大份额(share)、以及在下游方向上的较小份额。因此，由节点202A和202B使用的协议可以被设计成从下游节点202A向上游节点202B提供带宽的较大份额，如所示出的。图3是示出上游节点302A与下游节点302B之间的通信模式300的一个示例的梯状示意图。传感器数据304在诸如传感器设备的下游节点处被接收，并且传感器数据304可以在传感器数据304被发送到上游时，被暂时存储或缓冲在存储设备(例如，易失性和/或非易失性存储器)中，或者传感器数据304可以直接流传输而不要求对显著量的传感器数据304的存储。在一些情况下，传感器设备在双向通信期间，收集传感器数据304的至少一部分，在该双向通信中，该传感器数据以高效方式(例如，不浪费本来不会被使用的带宽)被发送给上游。

在下游节点302B接收传感器数据304之后，存在链路建立(link setup)阶段，在该示例中，该链路建立阶段在初始时间段306内出现。在该示例中，下游节点302B发起(308)链路建立，但是在其他示例中，上游节点302A可以发起链路建立。在一些实现中，节点被配置，其中一个节点(例如，下游节点)充当“主”节点，并且为另一节点(上游节点)充当“从”节点，其中主节点发起链路建立。建立阶段可以根据“握手”协议进行，在该协议中建立链路的各种特性。在该示例中，那些特性包括一组交替的下游时隙和上游时隙的持续时间。时隙信息310包括指示上游时隙和下游时隙的选择的持续时间的值。备选地，时隙持续时间中的一个时隙持续时间(例如，较长的上游时隙)可以被预先确定，而另一时隙持续时间(例如，较短的下游时隙持续时间)可以由主节点确定并且被发送给从节点。备选地，主节点可以确定和发送上游时隙与下游时隙之间的选择的时隙比率。该比率可以是可配置的，以允许在不同情况中的带宽共享的不同水平(例如2：1、50：1、100：1、1000：1等)，在一些情况下包括对带宽的均匀拆分(即1：1时隙比率)。该比率针对不同的链路可以不同，和/或可以针对相同链路之上的不同会话而改变。

其他链路配置可以在建立阶段期间执行。例如，主节点可以向从节点发送用训练序列而编码的信号。而且，节点可以执行同步过程，以将在一个节点处的定时模块与在另一个节点处的定时模块同步。例如，从节点可以执行一过程，以将从定时模块214B的定时信号(例如，由收发器204B使用的时钟)锁定到主定时模块214A的定时信号(例如，由收发器204A使用的时钟)。时钟的锁定可以包括锁定时钟的频率。在一些实现中，建立阶段包括最小的活动(例如，减少确认消息的数目或其他不必要的通信)，以便减少交通工具内通信的时延，从而支持用于安全原因的快速响应。

在该示例中，在其内链路是活跃的时间被划分到三种时隙中。下游时隙312具有足够长的持续时间，以为待从控制模块发送的命令和控制信息提供充足的带宽。上游时隙316具有足够长的持续时间，以保留带宽的显著份额，用于从传感器设备发送传感器数据(例如，在一些情况下，大于带宽的90％，或大于带宽的99％)。在一些实现中，上游带宽是10Gbps，并且下游带宽是100Mbps。下游时隙和上游时隙交替，其中在不同类型的时隙中的每个时隙之间具有空闲时隙314。传感器数据304可以如下而从上游节点202B被发送给处理器212：在每个上游时隙之后，可能经由网络上的一个或多个附加链路，或者可以在会话结束之后、或在预定数目个时隙或预定时间量之后，缓冲待发送的传感器数据304。

空闲时隙314的目的是允许足够的时间，用于来自传输线200的不完美终止的各端的反射衰减到足够低的振幅。在一些其他系统中，反射以其他方式处理，诸如通过在收发器和传输线之间的接口处执行回声消除。但是，执行回声消除将需要的附加复杂性、成本和重量在一些系统中可能不适合。对于被设计成在各种环境中使用的通信协议，允许足够的时间以用于使反射逐渐消失并不总是可行。但是，如果对环境的某些约束被预先假设，诸如对传输线上的最大长度要求(例如，小于50米，或小于或等于15米)，则通信协议可以针对这样的受大小约束的环境来优化。

由于来自传输线的不完美终止的各端的反射(也被称为“回声”)当信号在传输线上传达时，可能引起信号失真。例如，节点可以具有收发器的接口或其他物理层组件，其连接到以特定阻抗为特征的传输线的一端。当该阻抗实质上等于传输线的特性阻抗时，则传输线的该端被称为经“阻抗匹配”的。利用经阻抗匹配的传输线的端子，存在很少、或没有来自到达传输线的该端的信号的反射功率。如果传输线的一端或两端未经完美地阻抗匹配，则将存在在相反方向上传播到传输线的另一端的反射。回声消除器被设计成在接口处使用附加电路装置来消除这样的反射。

对于没有回声消除器的实现(例如，出于上面所讨论的原因)，仍然可以通过在上游时隙和下游时隙之间实施足够长的空闲时隙，来避免由反射引起的失真。例如，如果每次往返行程(即，从传输线的两端的反射)将信号中的功率减小到其在往返行程之前的功率的10％，则3次往返行程将使产生到0.1％的功率减小。这种水平的功率减小可以在被设计成在受大小约束的环境中工作的一些协议中实现，受大小约束的环境假设15m或更少的传输线长度，其中空闲时隙足够长，以用于进行3次30m的往返行程。在约5ns/m(略大于真空中光的约3.3ns/m的传播时间)的假设的传输线传播时间的情况下，空闲时隙应当为至少大约450ns。因此，协议可以允许空闲时隙314为大约0.5微秒至1.0微秒。

参考图4，如本文所述，用于通过传输线在收发器之间双向传送数据的过程400的一个示例。过程400包括在建立阶段402期间，在第一收发器与第二收发器之间进行通信，在该建立阶段402中，信息在第一收发器与第二收发器之间进行交换(例如，根据MAC层)。所交换的信息包括指示时隙的相对持续时间的值(例如，上游时隙或下游时隙的选择的持续时间、或上游时隙与下游时隙之间的选择的时隙比率中的至少一项)。过程400包括：在双向通信阶段404期间，在根据该值所确定的时隙内，在第一收发器与第二收发器之间进行通信。时隙包括在其中第一收发器向第二收发器传送(406A)数据的上游时隙、以及在其中第二收发器向第一收发器传送(406B)数据的下游时隙。在一些情况下，下游时隙比上游时隙短。还存在空闲时隙，空闲时隙将相邻的上游时隙与下游时隙分开，在空闲时隙期间，两个收发器在上游时隙之后等待(408A)，并且在下游时隙之后等待(408B)，而不通过传输线进行传送。在通信阶段404的任何数目个回合之后的任何点处，诸如在给定数量的传感器数据已被发送之后，MAC层可以终止收发器之间的通信会话。

在一些实施例中，提供了一种方法，用于在传输线上通过相应的双向接口而在第一收发器与第二收发器之间双向传送数据，该双向接口向传输线传送电磁信号，以及从传输线接收电磁信号。该方法包括：在建立阶段期间，在第一收发器与第二收发器之间进行通信，在建立阶段中，在第一收发器与第二收发器之间交换信息，该信息包括指示以下至少一项的值：上游时隙或下游时隙的选择的持续时间，或上游时隙和下游时隙之间的选择的时隙比率；以及在双向通信阶段期间，在根据该值而被确定的时隙内，在第一收发器与第二收发器之间进行通信。时隙包括：多个上游时隙，在上游时隙中，第一收发器向第二收发器传送数据；多个下游时隙，在下游时隙中，第二收发器向第一收发器传送数据，其中下游时隙比上游时隙短；以及多个空闲时隙，将相邻的上游时隙和下游时隙分开。

各方面可以包括以下特征中的一个或多个特征。

该方法还包括：通过第一节点的端口接收收集数据，第一节点包括第一收发器。

该方法还包括：在多个上游时隙期间，从第一收发器向到二收发器传送包括收集数据中的至少一些收集数据的数据。

在双向通信阶段期间，在第一收发器与第二收发器之间进行通信包括：在空闲时隙期间，等待空闲时隙的最小持续时间，以使最小持续时间针对以下是足够长的：来自传输线的第一端的反射、或来自传输线的第二端的反射在第一端与第二端之间的往返行程之上传播至少两次。

该方法还包括：在建立阶段期间，使第一定时信号和第二定时信号同步，第一定时信号用于确定在其中使用第一收发器进行传送和接收的时隙，第二定时信号用于确定在其中使用第二收发器进行传送和接收的时隙。

同步包括将第二定时信号锁定到第一定时信号。

本文所述的技术可以按与各种类型的协议中的任何协议兼容的方式来被实施，各种类型的协议包括在PHY层、MAC子层或两者中使用的协议，诸如以太网协议，或促进在被用于点对点链路的共享的通信介质之上进行双向通信的任何其他协议。传输线可以使用各种类型的线缆中的任何线缆来实现，传输线可以被选择为具有针对各种受约束环境的合适特性(例如，屏蔽、接地)。例如，信号可以作为电压以单端配置或者以差分配置而在一对线之间被传送，在单端配置中，一根线接地，另一根线承载相对于地线的电压以产生所期望的电压信号，在差分配置中，两根线承载互补的电压，互补的电压的差产生所期望的电压信号。

尽管已经结合某些实施例描述了本公开，但是应当注意，本公开不限于所公开的实施例，相反，本公开旨在覆盖所附权利要求的范围内包括的各种修改和等效布置，其范围应当被赋予最宽泛的解释，以涵盖如法律所允许的所有这种修改和等效结构。

Claims (14)

1.一种用于双向传送数据的联网系统，其特征在于，包括：

通信介质，包括具有第一端和第二端的传输线；

第一节点，包括第一收发器，所述第一收发器通过第一双向接口而在临近所述第一端处被耦合到所述传输线，所述第一双向接口被配置成：在双向通信阶段期间，向所述传输线传送电磁信号，以及从所述传输线接收电磁信号；以及

第二节点，包括第二收发器，所述第二收发器通过第二双向接口而在临近所述第二端处被耦合到所述传输线，所述第二双向接口被配置成：在所述双向通信阶段期间，向所述传输线传送电磁信号，以及从所述传输线接收电磁信号；

其中所述第一节点和所述第二节点被配置成在所述双向通信阶段期间在以下时隙内通信，所述时隙包括：

多个上游时隙，在所述上游时隙中，所述第一收发器向所述第二收发器传送数据；

多个下游时隙，在所述下游时隙中，所述第二收发器向所述第一收发器传送数据，其中所述下游时隙比所述上游时隙短；以及

多个空闲时隙，将相邻的上游时隙和下游时隙分开。

2.根据权利要求1所述的联网系统，其特征在于：

所述第一节点还包括：

端口，被配置成提供来自传感器的收集数据，以及

第一介质访问控制器，被配置成：控制在所述双向通信阶段期间，由所述第一收发器对所述传输线的访问的定时；并且

所述第二节点还包括第二介质访问控制器，所述第二介质访问控制器被配置成：控制在所述双向通信阶段期间，由所述第二收发器对所述传输线的访问的定时。

3.根据权利要求2所述的联网系统，其特征在于，还包括所述传感器，所述传感器与所述第一节点的所述端口通信，并且被配置成在所述双向通信阶段期间，收集所述收集数据的至少一部分。

4.根据权利要求2所述的联网系统，其特征在于，在所述多个上游时隙期间，所述第一收发器向所述第二收发器传送包括所述收集数据中的至少一些收集数据的数据。

5.根据权利要求2所述的联网系统，其特征在于，所述第一介质访问控制器和所述第二介质访问控制器被配置成：至少部分地基于所述传输线的端子特性，提供所述空闲时隙的最小持续时间。

6.根据权利要求5所述的联网系统，其特征在于，所述第一端以一阻抗而被终止，所述阻抗被配置成将来自所述第一端的反射减少至少80％，并且所述第二端以一阻抗而被终止，所述阻抗被配置成将来自所述第二端的反射减少至少80％。

7.根据权利要求6所述的联网系统，其特征在于，所述第一介质访问控制器和所述第二介质访问控制器被配置成提供所述最小持续时间，以使所述最小持续时间针对以下是足够长的：来自所述第一端的反射或来自所述第二端的反射在所述第一端与所述第二端之间的往返行程之上传播至少两次。

8.根据权利要求2所述的联网系统，其特征在于，所述第一介质访问控制器和所述第二介质访问控制器被配置成：在建立阶段期间，分别由所述第一收发器和所述第二收发器交换信息，并且所述建立阶段包括在所述第二节点和所述第一节点之间传送指示以下至少一项的值：所述上游时隙或所述下游时隙的选择的持续时间，或所述上游时隙和所述下游时隙之间的选择的时隙比率。

9.根据权利要求8所述的联网系统，其特征在于，所述第一节点包括第一定时模块，所述第一定时模块被配置成提供第一定时信号，以用于确定在其中使用所述第一收发器来进行传送和接收的时隙，并且所述第二节点包括第二定时模块，所述第二定时模块被配置成提供第二定时信号，以用于确定在其中使用所述第二收发器来进行传送和接收的时隙。

10.根据权利要求9所述的联网系统，其特征在于，所述第一节点和所述第二节点被配置成：在所述建立阶段期间，将所述第一定时模块同步到所述第二定时模块。

11.根据权利要求2所述的联网系统，其特征在于，所述第二节点还包括通信端口，所述通信端口与计算设备通信，所述计算设备被配置成处理所述收集数据的至少一部分。

12.根据权利要求11所述的联网系统，其特征在于，所述第二节点包括联网交换机，所述联网交换机被配置成将所述收集数据的至少一部分路由到所述计算设备。

13.根据权利要求2所述的联网系统，其特征在于，所述第一介质访问控制器和所述第二介质访问控制器被配置成提供通信会话，在所述通信会话中，所有的所述下游时隙具有相同持续时间，并且所有的所述上游时隙具有相同持续时间。

14.一种交通工具，其特征在于，在所述交通工具中，根据权利要求1所述的联网系统被配置成在设备之间传送数据，所述设备被布置在所述交通工具的不同部分中。

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