专利名称：传输多个信息流的传输网络及事故报警设备的制作方法
技术领域：
本发明是关于经过一个公共传输媒体传输多个信息流的领域。
背景技术：
在实践中经常遇到个问题，即必须经过一个给出的传输媒体将多个信息作为最初规定的信息去传输。如果媒体已经满载到了其理论传输容量的极限的话，这就当然是不可能的。但是，在很多情况传输媒体只利用了其能力的一小部分，有可能去传输附加的信息。然而，为了发送和接收这些附加信息需要附加的装备。
如果传输媒体可供使用的带宽没有被最初的传输系统完全利用，可以很容易将传输容量提高。例如，控制中心与用户之间的一条电话线路有一个可利用的几百kHz的带宽。但是，模拟通话只使用300Hz与3.4kHz之间的范围。其原因在于，一方面尽管有这个有限制的频率范围仍然达到足够好的语音质量，另一方面在控制中心之间继续要进行的传输信道的带宽比给出的几百kHz小。这些电话通话不需要的传输容量就能应用于各种附加业务。例如，长久以前在瑞士就进行高频-电话广播。在一条普通的电话线路上，在语音频带内，以振幅调制传输多个无线电发射信道。用相似的方法，也传输附加语音信道或计费信息。
在多数情况，不是像人们希望的那样去平衡附加频率范围内的传输特性。例如，在一定的频率时可能有很强的阻尼存在。在这些困难的频率内，数字传输只有当用于数字信号处理有足够能力和价廉的工具时才可设想。例如，能给接收器串联一个自适应数字滤波器，其频率特性是线路频率特性的倒数。所得到的总频率特性简直就是直线，致使数字数据传输成为可能。这些方法例如在ISDN(IntegratedServices Digital Network综合业务数字网)时使用。ISDN是一个标准，如今在电话通信广泛使用。即使按照ISDN-标准，可供使用的频带也没有完全被占用。最低的频率和尤其是频率0Hz就没被占用。
所提到的传输方法是在电报和电话工程领域发明的，并首次在那里应用的。例如在书“Understanding Digital Subscriber LineTechnology”by Th.Starr，J.M.Cioffi and P.J.Silverman，Prentice Hall，1999中，有该技术的很详细的描述。最近又开发出类似的方法，以便在供电电缆上传输附加信息。这些方法以术语“动力线技术”(“Powerline Technology”)而闻名。动力线技术的一个著名的前驱是约在60年前出现的所谓音频集中控制。
发明内容
本发明要给出一种用于传输信息的网络，它尤其适用于安全技术的需要，众所周知在安全技术中对这类信息传输有特殊要求。因此有些标准，它们要求在传输与安全有关的数据时，必须与传输任何其它数据无关地进行，以至现在，与安全有关的数据通常是经过单独的传输线路进行传输。但是，也有经过普通的电话线路传送这种数据的装置。然而，与安全有关的数据应用的是约50kHz频率范围，而电话通话是在300Hz与3.4kHz之间的频率范围中进行。还要提醒的是，近些年来也允许经过无线电信道传输与安全有关的数据，但是根据事物本性无线电信道是不能完全隔离开的。
本发明是关于用于一种事故报警设备的传输网络，具有一条连接该设备各个部件的导线，是为了互不影响和互相独立传输至少两种信息流而设计的。本发明传输网络的特征在于，为了确保至少两种信息流传输的独立性，在第一个频带中用至少1kHz的下极限频率设置用于连接信号到第一个传输信道的第一组电路装置，在第二个频带中用低于第一个频带下极限频率的上极限频率设置用于连接信号到第二个传输信道的第二组电路装置，此时所提及的电路装置有个适宜的滤波器特性，在第一个传输信道中进行任意类型的信息传输，在第二个传输信道中用数字传输技术的装置进行信息传输。
本发明以下面的认识为前提，传输与安全有关的数据所要求的独立性能以简单方式达到，即在一个分离开的频带中进行与安全有关的数据传输。与安全有关的数据在第二个部分频带中，即在例如10kHz以下的频率范围中用数字传输技术的装置传输。本发明的方法区别于迄今所有已知方法之处在于，迄今在第二个部分频带中只应用模拟技术。
在不同的频带中传输信息是众所周知的和习以为常的，除了已经介绍过的例子外，参见例如载波电话和应用到无线电路段上的所谓的单音噪抑制(标准EIA-220-B“Minimum Standards for Land MobileCommunication，Continuos Tone-Controlled Squelch Systems”)，此时在语音下部67Hz至250.3Hz的频率范围内连续发射一个声音，它从大量的用户中寻址一个完全确定的用户。这些以前方法的共同特征是将模拟信号在不同的部分频带中传输。有可能的是，在第一个部分频带中进行一种数字传输，参见US-A-6 519 325，在第二个部分频带中通常情况以模拟技术进行电话通话，并在第一个部分频带中借助于DSL(数字用户回路Digital Subscriber Loop)-技术传送数据。在必要时，事故报警设备能将第二部分频带中的传输中断，并将电话线路为自己的目的占用。在这种情况，第一个部分频带中的传输通过在第二个部分频带中的转换不受影响。
专家知道，在第二个部分频带中的模拟传输和在第一个部分频带中的数字传输组合时，要求将不同的部分频带足够地隔离开，他也知道此任务也不是太难解决。此外，他还知道，有可能将第二个部分频带中的数字传输与第一个部分频带中的数字传输组合起来(ISDN与ADSL组合)，但是相对来说这没有意义，因为在第二个部分频带中的电话通话用模拟技术同样能很好进行。原则上，第二个部分频带中的数字传输与第一个部分频带中模拟传输组合是可能的。但是，专家放弃这种可能性且不提倡它，因为数字传输能容易导致干扰谐波，同时模拟传输对干扰相对敏感。本发明的解决办法不容易为专家理解，而是克服一种偏见。
本发明传输网络的第一个优选实施形式的特征在于，为第一个传输信道设置主要有高通特性的电路装置，为第二个传输信道设置主要有低通特性的电路装置。
必须避免的是，使在第一个频带中出现的和供电的低频部分能达到第二个频带中；同时必须避免，使高频部分能干扰第一个频带中传输装置的功能。
本发明传输网络的第二个优选实施形式的特征在于，第一个频带的下极限频率约为100kHz，第二个频带的上极限频率约为10kHz。
本发明传输网络的第三个优选实施形式的特征在于，所提到的第一组电路装置包括串联在线路中的电容器。
本发明传输网络的第四个优选实施形式的特征在于，所提到的第二组电路装置包括串联在线路中的电感。
本发明还涉及一种事故报警设备，该设备有一个控制中心、分散布置的事故报警器和辅助装置以及有一个将分散部件与控制中心连接的报警器线，该报警器线是为了互不影响和独立传输至少两种信息流而设计的。本发明的事故报警设备的特征在于，为了确保至少两种信息流传输的独立性，设置耦合元件以及用于分离开具有至少1kHz的下极限频率的第一个频带的第一组电路装置，和设置用于分离开具有位于第一个频带下极限频率之下的上极限频率的第二个频带的第二组电路装置，使在第一个频带中进行任意类型的信息传输，在第二个频带中用数字传输技术装置进行信息传输。
本发明事故报警设备的第一个优选实施形式的特征在于，在控制中心与报警器线之间设置所提到的第二组电路装置，它们有串联在报警器线中的电感，在这种情况能将第二组电路装置设计成控制中心的部分。
下面用实施例和图详细阐述本发明；示出的有图1在一个传输网络中两个本发明传输信道的示意图，图2在图1的传输网络中用于独立传输两种信息流的耦合网络示意图，图3一个在报警线路中断时也有完整功能能力的安全设备的第一个实施例示意图，图4图3的安全设备的第一种改进方案，和图5图3的安全设备的第二种改进方案。
具体实施例方式
图1中示出的两个传输信道要如此设计，使能进行互不影响和独立传输两种信息流。为了确保两种信息流传输的独立性，设置有用于滤波的装置以及用至少1kHz下极限频率fu分离开第一个频带FB1的第一组电路装置和用第一个频带FB1的下极限频率fu之下的上极限频率fo分离开第二个频带FB2的第二组电路装置。重要的是，两个频带FB1和FB2不重叠。在实践中，例如第一个频带FB1的下极限频率fu为100kHz，第二个频带FB2的上极限频率fo为10kHz，此时第二个频带FB2还包括频率f＝0。
在图2中参考符号8、9表示一个安全设备的，例如一个事故报警设备的两个安全装置，该安全装置，例如是安全设备的控制中心8和报警器9，通过一条作为报警器线1表示的线路连接起来，控制中心经过报警器线1记录报警器的信号并执行控制功能。附带为了所说明的通信，报警器线1也能用作为报警器供电。安全装置8、9之间的传输信道不需要通过一个线路形成，而是基本上能通过任何一个传输媒体形成，例如通过一个无线电信道在安全装置8、9之间无线电连接的情况。安全装置8、9之间的通信在传输网络的第二个频带FB2中进行。
能设想，除了安全装置8、9外，一个安全设备包括有下面作为辅助装置2、3表示的其它组分。这类辅助装置2、3，例如能是用于监控紧急出口的摄象机(参见EP-A-1 046 146)或是分布在周围的电声紧急情况报警系统的扩音器(参见EP-A-1 111 565)。由于对传输由安全装置8、9提供的与安全有关的信息的安全性要求高，迄今辅助装置2、3的信息不能经过报警器线1传输。通过将传输网络中总共可利用的频率范围分成两个互不重叠的部分频带FB1和FB2，辅助装置2、3的信息也就能经过已存在的传输网络传输，在面对的情况即是经过报警器线1传输。在两个频带FB1和FB2中传输的独立性能可被改善，即使在单个部件失效的情况时也能确保，此时应用的是在图2中示出类型的耦合网络，这些网络符合设计要求。
这些耦合网络包括为第一个频带FB1设置的主要有高通特性的第一组电路装置，和为第二个频带FB2设置的主要有低通特性的第二组电路装置。第一组电路装置例如，用例如至少100kHz的下极限频率fu分离开为辅助装置2、3设置的第一个频带FB1，通过同时作为变压器设计的并联线圈4和串联电容器5形成。第二组电路装置是用例如10kHz的上极限频率fo分离开为与安全有关信息设置的第二个频带FB2，通过串联线圈6和并联电容器7形成。
在第一个频带FB1中，例如能传输辅助装置2、3的下列信息，这些都是长久以来熟悉的传输方法，在此能重新合理地利用·模拟语音，以调频形式在相对窄的信道传输。在诸如用约15kHz带宽的专业性无线电话应用该传输方法有优点。在这些信道之间要求有一定的距离，使它们肯定不重叠。可使用的频带FB1，例如能分配到25kHz宽的信道中，使例如在200-225kHz的范围传输一个信号，在225-250kHz范围传输下一个信号等等直至传输1975-2000kHz范围的信号。
·模拟语音，以调频形式在相对宽带的、类似于在无线电广播的约150kHz宽的信道中传输。这些信道在这种情况例如是250-500kHz、500-750kHz等等直至例如1750-2000kHz。
·一个模拟电视信号，例如用1MHz振幅调制。在这种情况像在普通电视时那样，必须部分抑制下边带并占据约500kHz-1000MHz的范围。如果应用的是一个全分辨率的PAL电视信号，上边带占据约1-6MHz的范围，带有彩色副载波则在5433kHz。通过降低行数和帧频，能将要求的带宽例如降到500-2000kHz范围，此时自然不得不将就低分辨率。
·一个数字电视信号，用一个适当的方法来压缩。视所希望的质量而定，数据传送率在几百kbit/sec至几Mbit/sec。该数据流就像在移动无线电话那样，用一个诸如GMSK(Gaussian MinimalShift Keying高斯最小频移键控)那样适当的方法传输。根据要传输的数据传送率，产生一个一定的带宽和图象质量。可以期待的是，例如在500-2000kHz范围能传输有足够质量的图象。
·用因特网协议控制安全装置的一种数据传输。例如一种多频声(Multiton)传输方法是适合的。从许多已知的方法中尤其要介绍HomePlug协议。相对于最初在4.5至20MHz频率范围工作的方法，能要求将频率降低。这样一种方法例如也能在0.45至2.0MHz的频率范围应用，此时可达到的数据传送率自然以相应的比例减小。用该和类似的传输方法必要时有可能将安全设备与因特网连接。
·一种数字数据传输，用一个特别为电话线路开发的数字传输方法工作。例如能应用ADSL(Asymmetric Digital SubscriberLine非对称数字用户线)方法，它尤其是为进入因特网开发的。用该方法能传输所有类型的数字数据，尤其也能传输数字化的语音和数字化的电视信号。
·用一种DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum直接序列扩频)的数据传输，如在美国以915MHz带进行的那样。用这样一种方法例如能占据200kHz-2000kHz的频带，并能达到几十kbit/sec的数据传送率。这样就有可能进行语音传输或控制安全装置和报警传输。DSSS的优点在于，有可能是多个连接不用协调就经过相同的媒体。
通常，将必须满足较高要求的安全设备设计的即使报警线路在一个地方断开也要保证其功能。图3示出一个安全设备的第一个实施例，它在环路断开时也完全有能力工作。为此目的，将报警器线1的两个端点引到控制中心8，形成一个双环路。报警器线1连接到包括所有必要电路装置的控制中心8上，以便将第一个频率范围中的信号足够地分离开。在报警器线1上，连接的有报警器9、10以及带有各必要电路装置的辅助装置2、3(参见图2)。报警器9、10在第二个频率范围中传输它们的信息，辅助装置2、3在第一个频率范围中传送它们的信息。
在正常情况，报警器线1是不断开的，而是形成从控制中心8的输出端出发，又返回到控制中心的一个闭合的双环路。但是，能出现报警器线1例如在一个位置11处断开。那么，控制中心8能继续与报警器9经过报警器线1上面的分支、与报警器10经过报警器线1下面的分支通信，相反在辅助装置2、3之间不采取预防措施就不再有可能进行直接通信。为了也使辅助装置2、3能继续互相通信，将两个耦合电容器12在其与控制中心8连接的端点范围内插到报警器线的两个分支之间，因此报警线1的两个所提到的分支是为了较高频率互相连接的。
在图4中示出的一个安全装置的实施例中，该安全装置具有辅助装置2、3在环路形式的报警器线1断开时也完全有能力工作，用一个变压器13代替耦合电容器12(图3)，它将较高频的电压从被分离开的报警器线的两个分支之一耦合到另一个分支内。为了避免在低频时短路，可以设置串联电容器14。
在图5中示出的一个安全装置的实施例中，该安全装置具有辅助装置2、3在环路形式的报警器线1断开时也完全有能力工作，同样没有图3实施例的耦合电容器12存在。在图5的实施例中，控制中心8不必再包含所有为在第一个频率范围中分离开高频信号所有要求的第二组电路装置；代替串联线圈6(图2)的是设置一个具有四个绕组的变压器15，四个绕组代替图2实施例的四个串联线圈6。同时，能经过变压器5的公共铁芯，将高频信号从被分离开的报警器线1的两个所述分支之一传输到另一个分支。
权利要求
1.本发明是关于用于一种事故报警设备的传输网络，具有一条连接该设备各个部件的导线(1)，是为了互不影响和互相独立传输至少两种信息流而设计的，其特征在于为了确保至少两种信息流传输的独立性，在第一个频带(FB1)中用至少1kHz的下极限频率(fu)设置用于连接信号到第一个传输信道的第一组电路装置，在第二个频带(FB2)中用低于第一个频带(FB1)下极限频率(fu)的上极限频率(fo)设置用于连接信号到第二个传输信道的第二组电路装置，此时所提及的电路装置有个适宜的滤波器特性，在第一个传输信道中进行任意类型的信息传输，在第二个传输信道中用数字传输技术的装置进行信息传输。
2.如权利要求1的传输网络，其特征在于为第一个传输信道设置主要有高通特性的电路装置，为第二个传输信道设置主要有低通特性的电路装置。
3.如权利要求2的传输网络，其特征在于第一个频带(FB1)的下极限频率(fu)为100kHz，第二个频带(FB2)的上极限频率(fo)为10kHz。
4.如权利要求1至3之一的传输网络，其特征在于所提到的第一组电路装置包括串联在线路(1)中的电容器(5)。
5.如权利要求1至4之一的传输网络，其特征在于所提到的第一组电路装置包括并联线圈(4)。
6.如权利要求1至5之一的传输网络，其特征在于所提到的第二组电路装置包括串联在线路(1)中的电感(6)。
7.如权利要求1至6之一的传输网络，其特征在于所提到的第二组电路装置包括并联电容器(7)。
8.如权利要求1至7之一的传输网络，其特征在于第二个频带(FB2)是为了在事故报警设备的部件(8、9)之间传输与安全有关的信息设置的。
9.如权利要求8的传输网络，其特征在于第一个频带(FB1)是为了传输不与安全有关的信息和/或传输连接在线路(1)上辅助装置(2、3)的数据设置的。
10.如权利要求9的传输网络，其特征在于所提到的辅助装置(2、3)是通过摄象机、扩音器、话筒或信号装置为了撤离和/或紧急出口控制而形成的。
11.事故报警设备，该设备有一个控制中心(8)、分散布置的事故报警器(9、10)和辅助装置(2、3)以及有一个将分散部件(9、10；2、3)与控制中心(8)连接的报警器线(1)，该报警器线是为了互不影响和独立传输至少两种信息流而设计的，其特征在于为了确保至少两种信息流传输的独立性，设置耦合元件以及用于分离开具有至少1kHz的下极限频率(fu)的第一个频带(FB1)的第一组电路装置，和设置用于分离开具有位于第一个频带(FB1)下极限频率(fu)之下的上极限频率(fo)的第二个频带(FB2)的第二组电路装置，使在第一个频带(FB1)中进行任意类型的信息传输，在第二个频带(FB2)中用数字传输技术装置进行信息传输。
12.如权利要求11的事故报警设备，其特征在于给第一个频带(FB1)分配的第一组电路装置主要有高通特性，给第二个频带(FB2)分配的第二组电路装置主要有低通特性。
13.如权利要求12的事故报警设备，其特征在于在控制中心(8)与报警器线(1)之间设置所提到的第二组电路装置，它们有串联在报警器线(1)中的电感，在这种情况能将第二组电路装置设计成控制中心(8)的部分。
14.如权利要求13的事故报警设备，在该设备中报警器线(1)与一条从控制中心(8)开始的和一条又返回到控制中心(8)的分支组成一个闭合的环路，其特征在于该环路的两个分支经过耦合电容器(12)连接，该耦合电容器是为了在环路断开情况在两个分支之间传输较高频的信号设置的。
15.如权利要求13的事故报警设备，在该设备中报警器线(1)与一条从控制中心(8)开始的和一条又返回到控制中心(8)的分支组成一个闭合的环路，其特征在于该环路的两个分支经过第一个变压器(13)连接，该变压器是为了在环路断开(11)情况在两个分支之间传输较高频的信号设置的。
16.如权利要求15的事故报警设备，其特征在于变压器(13)经过串联电容器(14)与环路的分支连接。
17.如权利要求12的事故报警设备，在该设备中报警器线(1)与一条从控制中心(8)开始的和一条又返回到控制中心(8)的分支组成一个闭合的环路，其特征在于所提及的第二组电路装置包括一个在环路的两个分支之间设置的有四个绕组和一个公共铁芯的第二个变压器(15)，并且经过公共铁芯在环路断开(11)情况在两个分支之间传输较高频的信号。
全文摘要
为了经过一个公共的传输媒体互不影响和独立地传输多个信息流，将可供使用的总的传输媒体频带划分为至少两个部分频带(FB1，FB2)。第一个部分频带(FB1)有一个至少为1kHz、优选是100kHz的下极限频率(f
文档编号H04M11/04GK1609903SQ20041005676
公开日2005年4月27日 申请日期2004年8月18日 优先权日2003年8月18日
发明者W·沃伦维德 申请人:西门子建筑技术公司