水下数据通信系统和方法 |
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| 申请号 | CN201280022890.5 | 申请日 | 2012-04-24 | 公开(公告)号 | CN103518332B | 公开(公告)日 | 2016-12-28 |
| 申请人 | 西门子公司; | 发明人 | K.克里斯琴森; | ||||
| 摘要 | 提供了执行上部控制系统与 水 下装置之间的数据通信的一种水下数据通信系统和一种方法。所述上部控制系统包括被适配成在第一 频率 范围中执行数据通信的上部低频 调制解调器 ，并且所述水下装置包括被适配成在所述第一 频率范围 中执行数据通信的水下低频调制解调器。所述上部低频调制解调器通过将所述上部控制系统连接到所述水下装置的脐带式管缆的数据传输线路而被耦合到水下低频调制解调器。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于提供上部控制系统(11)与水下装置(12)之间的数据通信的水下数据通信系统，其中所述上部控制系统(11)包括被适配成在第一频率范围中执行数据通信的上部低频调制解调器(21)，并且其中所述水下装置(12)包括被适配成在所述第一频率范围中执行数据通信的水下低频调制解调器(22)， |
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| 说明书全文 | 水下数据通信系统和方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于提供上部控制系统与水下装置之间的数据通信的水下数据通信系统，并且进一步涉及一种数据通信方法。 背景技术[0002] 石油平台常常被用在海上石油和气体生产中。在海上石油平台的操作中，可能有必要在水下面安装电子设备，例如以用于控制水下采油树或水下防喷器的功能。最近来，其中诸如电驱动泵和气体压缩机之类的处理设备被重定位到海底的水下处理设施正在建立。水下处理设施能够配备有电网以及控制、监控和通信系统。 [0003] 在这两个示例中，水下装置被提供在海底。水下装置包括能够被上部控制系统监控和/或控制的电子设备，其可能是基于船舶船只例如船或平台的，或者可能是基于岸上的。水下装置能够例如包括井控模块(WCM)或管控模块(MCM)。 [0004] 在常规系统中，上部控制系统与水下装置的这种模块之间的通信通常是基于诸如贝尔（Bell） 202之类的AFSK(音频频移键控)调制解调器标准的。通过在上部控制系统使用贝尔 202调制解调器并且在被连接到相应模块的水下装置使用另一贝尔 202调制解调器，能够达到在半双工下约1200波特率(Boud)的数据传送率。如果若干贝尔 202水下调制解调器被连接到上部调制解调器，则对于每个水下调制解调器能够达到1200波特率除以水下调制解调器的数目的数据传送率。数据传送因此是相当慢的并且不能够容易地被升级。 [0005] 存在对于监控和控制水下装置的增加需求，这需要较高带宽以便在水下装置与上部装置之间传送传感器的数据和控制信号。更新现有基础设施例如水下控制模块上的调制解调器和脐带式管缆(umbilical)中的数据线路是非常昂贵的过程。 发明内容[0006] 因此，存在对于使得能实现具有较高带宽的数据通信并且能够被成本有效地实现的改进的水下通信系统的需要。 [0008] 根据本发明的一方面，提供了用于提供上部控制系统与水下装置之间的数据通信的水下数据通信系统。所述上部控制系统包括被适配成在第一频率范围中执行数据通信的上部低频调制解调器，并且所述水下装置包括被适配成在第一频率范围中执行数据通信的水下低频调制解调器。上部低频调制解调器通过将上部控制系统连接到水下装置的脐带式管缆的数据传输线路而被耦合到水下频率调制解调器。水下数据通信系统包括被适配成被布置在上部控制系统处并且适配成在第二频率范围中执行数据通信的上部高频调制解调器，以及被适配成被布置在水下装置处并且适配成在第二频率范围中执行数据通信的水下高频调制解调器。第二频率范围高于第一频率范围。水下数据通信系统进一步包括被适配成将上部低频调制解调器和上部高频调制解调器耦合到数据传输线路的上部频率复用器以及被适配成将水下低频调制解调器和水下高频调制解调器耦合到数据传输线路的水下频率复用器。上部和水下频率复用器被配置以便使得通过数据传输线路能实现第一频率范围中的上部和水下低频调制解调器之间以及第二频率范围中的上部和水下高频调制解调器之间的同时数据通信。 [0009] 第二较高频率范围对于数据通信的使用可以使得能实现具有较高数据传送率的数据通信。因为第二频率范围中的数据通信利用与第一较低频率范围中的通信相同的数据传输线路，所以水下数据通信系统可以用现有脐带式管缆来实现。因此能够降低用于升级现有数据通信系统的费用。此外，不需要替换利用这样的低频调制解调器的水下装置的模块，它们能够继续操作。这还减少了在现有水下基础设施中实现水下数据通信系统的费用。 [0010] 所述水下数据通信系统因此可以被用来提高常规系统中的数据通信带宽而不用打扰该常规系统，例如它可以与常规系统共存。它此外可以使得能实现水下装置的逐步升级，例如通过随后将使用较低频率范围中的通信的模块与具有高频调制解调器的模块互换。 [0011] 注意，通信不需要在整个相应频率范围上进行，但可以发生在位于相应频率范围中的频带中。低频调制解调器和高频调制解调器分别还可以被称为第一调制解调器和第二调制器。 [0012] 在实施例中，第一频率范围和第二频率范围被配置使得它们不重叠。第一频率范围可以例如位于阈频率下面而第二频率范围可以位于这个阈频率之上。阈频率可以在约10 kHz至约150 kHz的范围中。因此可以避免通信信号在不同频率范围中的干扰。 [0013] 第一频率范围可以例如为约1 kHz至约5 kHz的范围。第二频率范围可以例如为约50 kHz至约10 MHz的范围。通过利用位于第二频率范围中的频率，高频调制解调器能够执行具有高数据传送率的数据通信。 [0014] 在实施例中，所述频率复用器是双工器。其中另外的频率范围被复用到数据传输线路上的其他配置当然也是可以想象的。 [0015] 双工器可以为无源双工器。同样地，它不需要电力被操作。 [0016] 每个频率复用器可以被适配成将从相应的低频调制解调器和相应的高频调制解调器接收到的数据通信信号复用到数据通信线路上并且适配成将在数据通信线路上接收到的通信信号解复用成待发送到相应的低频调制解调器的第一频率范围中的通信信号和待发送到相应的高频调制解调器的第二频率范围中的通信信号。通过利用不同的频率范围，频率复用器因此能够组合从所连接的调制解调器接收到的信号并且分离在数据通信线路上接收到的信号，使得每个调制解调器提供有相应通信频率范围的信号。 [0017] 在实施例中，每个频率复用器包括到相应的低频调制解调器的第一接口、朝相应的高频调制解调器的第二接口以及朝数据传输线路的第三接口。所述频率复用器进一步包括被适配成通过第一频率范围的频率并且连接在第一接口与第三接口之间的低通滤波器或带通滤波器和被适配成通过第二频率范围的频率并且连接在第二接口与第三接口之间的高通滤波器或带通滤波器。这样的滤波器被实现为无源元件，并且可以允许通信信号的有效复用或解复用。 [0018] 在另外的实施例中，上部和水下高频调制解调器被适配成使用正交频分复用(OFDM)方案来执行与彼此的数据通信。这样的通信方案能够使用频带来发送数据并且实现高数据传输率。 [0019] 上部和水下高频调制解调器能够例如被适配成对于通信使用位于约50 kHz至约10 MHz范围内的频带，所述频带被划分成频率复用信道，其中每个信道具有预定频率带宽。 用于每个信道的带宽可以例如为约3至5 kHz。可以提供总共100至300个信道。使用这样的方案具有如果特定信道变得受干扰等等影响，而其他信号仍然可以被用于数据传输，从而保持传输率上升的优点。高于0.5 Mbps (兆位每秒)或甚至高于1 Mb/s的数据传输率因此可以使用高频调制解调器来实现。 [0020] 在另外的实施例中，所述水下数据通信系统进一步包括耦合到数据通信线路的水下信号分配模块。水下低频调制解调器和至少一个另外的水下低频调制解调器被耦合到水下信号分配模块。低频调制解调器可以实现多点通信方案以用于使得能实现上部低频调制解调器与水下低频调制解调器中的每一个之间的数据通信。因此，通过使用仅一个上部调制解调器和一个数据通信线路，耦合到水下低频调制解调器的若干控制模块能够通信。频率复用器可以是水下信号分配模块的部分，或者可以被耦合在水下信号分配模块与数据通信线路之间。 [0021] 在另外的实施例中，所述水下通信系统进一步包括耦合到数据通信线路的水下信号分配模块。水下高频调制解调器和至少一个另外的水下高频调制解调器被耦合到水下信号分配模块。水下信号分配模块可以包括被适配成使得能实现上部高频调制解调器与水下高频调制解调器中的每一个之间的点对点通信的接入倍增器。因此，借助于一个上部高频调制解调器和信号数据通信线路，到水下高频调制解调器的若干点对点连接变得可能，这能够允许与连接到其的水下装置的若干控制模块的数据通信。这是特别有利的因为由于用高频调制解调器通过脐带式管缆实现的高数据传送率，在不存在导致重要延迟的更多水下高频调制解调器的情况下能够向或从单独的控制模块转移更大量的数据。再次，频率复用器可以为水下信号分配模块的部分或者可以被耦合在水下信号分配模块与数据通信线路之间。 [0022] 例如在单个水下信号分配模块中组合上面提到的水下信号分配模块两者当然也是可以想象的，以及因此以便使得能实现与若干水下低频调制解调器和水下高频调制解调器的数据通信。 [0023] 在实施例中，所述水下高频调制解调器被连接到井控模块(WCM)或管控模块(MCM)，或者是其部分。水下高频调制解调器被配置成将在数据通信线路之上接收到的数据分别提供给所述井控模块或所述管控模块。 [0024] 类似地，所述水下低频调制解调器可以被耦合到MCM或WCM或者可以为MCM或WCM的部分。低频调制解调器可以此外被配置成使用音频频移键控(AFSK)通信方案进行通信。上部和水下低频调制解调器可以例如为贝尔 202调制解调器。 [0025] 在相同的实施例中，所述水下数据通信系统可以包括上述部件中的任一个，所述上述部件诸如水下/上部低频调制解调器、数据传输线路、WCM或MCM等等。 [0026] 本发明的另一个方面提供了执行上部控制系统与水下装置之间的数据通信的方法，其中上部控制系统包括上部低频调制解调器，并且其中水下装置包括水下低频调制解调器。上部低频调制解调器通过将上部控制系统连接到水下装置的脐带式管缆的数据传输线路而被耦合到水下低频调制解调器。所述方法包括在第一频率范围中执行上部和水下低频调制解调器之间的数据通信的步骤以及在第二频率范围中执行布置在上部控制系统处的上部高频调制解调器与布置在水下装置处的水下高频调制解调器之间的数据通信的步骤，其中所述第二频率范围高于所述第一频率范围。上部低频调制解调器和上部高频调制解调器通过上部频率复用器而被耦合到数据传输线路，而水下低频调制解调器和水下高频调制解调器通过水下频率复用器而被耦合到数据传输线路。所述方法进一步包括频率复用和解复用通过上部频率复用器和水下频率复用器中的每一个的执行，以便使得通过数据传输线路能实现第一频率范围中的上部和水下低频调制解调器之间以及第二频率范围中的上部和水下高频调制解调器之间的同时数据通信。 [0027] 采用所述方法，可以实现与上面相对于所述水下数据通信系统进一步概述的优点类似的优点。 [0028] 在实施例中，所述方法通过像上面所提到的那样配置例如依照上面相对于所述水下数据通信系统提到的方面和实施例中的任一个配置的水下通信系统来执行。 [0029] 在所述方法中提到的频率复用器可以例如像上面进一步概述的那样被配置。类似地，在所述方法中提到的频率范围可以像上面所提到的那样被配置。并且，可以在包括耦合到若干水下低频调制解调器或若干水下高频调制解调器的水下信号分配模块的系统中或者都在如上面所概述的相应配置中执行所述方法。 [0031] 本发明的前述和其他特征及优点从结合附图阅读的以下具体描述将变得更显而易见。在图中，相同的附图标记指的是相同的元件。 [0032] 图1是图示了根据实施例的水下数据通信系统的示意框图。 [0033] 图2是图示了可以被用在水下数据通信系统的实施例中的频率复用器的配置的示意框图。 [0034] 图3是图示了包括若干水下低频调制解调器和若干水下高频调制解调器被朝其耦合的水下信号分配模块的水下数据通信系统的实施例的示意框图。 [0035] 图4是图示了根据本发明的实施例的方法的流程图。 具体实施方式[0036] 在下文中，对在附图中图示的实施例进行更详细的描述。应该清楚的是，以下描述仅仅被图示为非限制性。图仅仅是示意表示，并且图中元素彼此未必按比例绘制。注意，实施例可以包括在图中未被图示的另外的部件。在图中图示的元件之间的耦合还可能是间接耦合，即具有一个或多个中间元件的耦合。 [0037] 图1图示了根据发明的实施例的水下通信系统10。水下通信系统10可以被用于升级现有水下通信系统。 [0038] 在图1的示例中，上部控制系统11借助于脐带式管缆被耦合到水下装置12。上部控制系统11可以包括一个或多个数据处理系统，诸如从水下装置12接收数据或者将控制命令发出给水下装置的计算机(未示出)。上部控制系统11可以例如被安装在诸如钻井船或石油平台之类的船舶船只上，或者它可以被安装在岸上站点处。为了执行与水下装置12的数据通信，上部控制系统11包括第一调制解调器(低频调制解调器) 21。上部调制解调器21可以例如根据AFSK标准操作。调制解调器21从数据处理单元接收数字信号并且依照数字数据执行模拟信号的调制以便发送该数字数据。 [0039] 水下装置12可以为井口配件、水下生产设施等等的部分。它包括第一水下调制解调器(低频调制解调器) 22，其可以例如与井控模块(WCM)或管控模块(MCM)通信。在图1中所图示的示例中，水下装置12包括被耦合到信号分配模块40的三个水下低频调制解调器22。上部低频模块21通过在包括在脐带式管缆13中的数据传输线路14上发送已调信号与水下较低频调制解调器22中的一个或每一个进行通信。数据传输线路14是物理线路，诸如专用于数据传输的铜线。在其他实施例中，数据传输线路14可以被用来在脐带式管缆13中执行另外的功能。 [0040] 调制解调器21和22被称为“低频”调制解调器，因为它们通过对于通信使用比第二调制解调器(高频调制解调器) 31和31使用的频率范围要低的频率范围与彼此进行通信。调制解调器21和22可以根据AFSK标准特别根据称作贝尔 202的标准来操作。调制解调器21和22可以例如使用1200 Hz标记用音调(典型地二进制一)和2200 Hz空间用音调(典型地二进制零)。在这样的配置中，单个上部低频调制解调器21与单个水下低频调制解调器22之间的数据传送率可以位于1000与5000波特率之间的范围中，例如在1200波特率和半双工下。 因为所有低频调制解调器22的数据通信在相同的数据传输线路14上运行，所以数据传输率对于增加数目的已安装水下低频调制解调器22来说减少。通过将例如10个低频调制解调器 22耦合到数据传输线路14以便控制对应数目的WCM或MCM单元，这些单元中的每一个都能够仅以120波特率的数据吞吐量与上部控制中心进行通信。这是相当低的带宽，其导致用于上载数据或者用于在水下装置12处接收控制命令所需要的增加的时间量。 [0041] 当安装诸如WCM和MCM单元之类的新单元时，期望提高数据传送的带宽。在图1的实施例中，因此提供了水下通信系统10，所述水下通信系统10在上部控制中心11处包括上部高频调制解调器31并且在水下装置12处包括水下高频调制解调器32。上部高频调制解调器31和水下高频调制解调器32通过上部和水下低频调制解调器在其上通信的相同数据传输线路14通信。两种类型的调制解调器的数据通信信号因此通过诸如铜线或铜电缆之类的相同物理传输线路来发送。因此，当安装水下通信系统10时不需要替换脐带式管缆13。 [0042] 水下通信10进一步提供上部频率复用器35和水下频率复用器36。它们能够被配置为在以下描述中将被假定的双工器。水下双工器36可以例如为水下信号分配模块40的部分，或者可以被耦合在这个模块与数据传输线路14之间。 [0043] 上部高频调制解调器31和水下高频调制解调器32通过使用具有第二频率范围中的频率的信号来通信，所述第二频率范围高于在其中调制解调器21和22通信的第一频率范围。低频调制解调器21和22可以例如用诸如上面进一步提到的1200和2200 Hz信号之类的具有1 kH到约5 kH的频率的信号来通信。由高频调制解调器31和32所使用的通信信号可以例如位于约50 kHz至约10 MHz的范围内。使用这样的频率的通信信号具有较高数据传送率能够被实现的优点。 [0044] 特别地，高频调制解调器31和32能够被适配成使用OFDM方案来执行数据通信。在这样的频分复用方案中，可以使用被划分成若干信道的频带，每个信道在频率空间具有特定宽度。信道的带宽可以例如在3 kHz与5 kHz之间，例如约4 kHz。在高频调制解调器31和32的特定实施例中，它们被适配成使用具有这样的带宽的100至300例如200个信道。在具有 200个信道的4 kHz信道带宽的示例中，被用于通信的频带高达200 kHz。为了允许低频调制解调器21和22的低频通信继续，例如不被打扰，一定数目的低频信道被封闭并且不用于通信。例如前24个信道被封闭。在每信道4 kHz的频率带宽下，这导致0至96 kHz的频率范围不被高频调制解调器31和32使用。用于通信的频带因此从96 kHz延伸到800 kHz。使用OFDM通信方案进一步具有如果扰动或干扰发生在信道中的一个或多个中，则数据通信能够经由其他信道而继续的优点。尽管数据传输率将大大地减少，但是能够保持并且不需要终止通信。 [0045] 在图1中所图示的实施例中，被调制解调器21和22用于通信的第一频率范围和被调制解调器31和32用于通信的第二频率范围不重叠。虽然调制解调器21和22对于通信仅使用不同的数据频率并且可能地使用第一频率范围中的边带，但是位于第二频率范围内的整个频带被调制解调器31和32用于通信。 [0046] 上部双工器35和水下双工器36使得能实现两种类型的调制解调器的通信信号通过单个数据传输线路14的同时传输。双工器35组合从上部低频调制解调器21和上部高频调制解调器31接收到的数据通信信号，并且在数据传输线路14上将经组合的通信信号发送到双工器36。反之亦然由双工器35在数据传输线路14上接收到的数据通信信号被双工器35分离成被供应给上部低频调制解调器21的低频通信信号(位于第一低频范围中)和被供应给上部高频调制解调器31的高频通信信号(位于第二频率范围中)。耦合到水下低频调制解调器22和水下高频调制解调器32的水下双工器36相应地操作。 [0047] 注意在图1的示例中，双工器35和36被实现为无源模拟设备。这意味着它们不执行单独的分离和组合步骤，而是被简单地耦合在相应的两个调制解调器与数据传输线路14之间并且执行不同频率范围的数据通信信号的模拟分离和组合。 [0048] 图2图示了上部双工器35和水下双工器36的可能配置。双工器包括朝相应的低频调制解调器的第一接口51和朝相应的高频调制解调器的第二接口52。注意在双工器与相应的调制解调器之间，可以耦合将信号分发给相同类型的另外的调制解调器的部件。双工器包括朝数据传输线路14的第三接口53。在接口51和53之间，耦合了通过第一频率范围的频率的低通或带通滤波器37。在上面所描述的低频调制解调器的配置中，低通或带通滤波器37可以例如通过1200和2200 Hz信号。 [0049] 在接口52和53之间，耦合了被适配成通过第二频率范围的频率的高通或带通滤波器38。高通或带通滤波器38可以例如被适配成通过被高速调制解调器31和32用于通信的频带，例如OFDM方案的通信频带。 [0050] 部件39组合从滤波器接收到的信号或者分离从数据传输线路接收到的信号。图2中示出的箭头图示了其中从高频和低频调制解调器接收数据通信信号的情形，以便单元39作为组合器。它合计各信号并且经由接口53将它们供应给数据传输线路14。在其中从数据传输线路14接收数据通信信号的情形下，箭头必须是相反的。在最简单的配置中，单元39可以简单地为将数据传输线路14与滤波器37和滤波器38两者连接的分支点。 [0051] 应该清楚的是，上部双工器35和水下双工器36的其他配置是可以想象的。特别地，可以使用本领域中已知的任何双工器。 [0052] 在操作中，被从高频调制解调器和低频调制解调器同时地接收到的数据通信信号被双工器复用到数据传输线路14上，其中在数据传输线路14另一侧的双工器解复用经组合的信号并且将经解复用的数据通信信号供应给相应的高频调制解调器或低频调制解调器。因为不同类型的调制解调器的数据通信信号在不同的频率范围中被发送，所以它们不会干扰通信并且不会使通信降级。因此，采用现有脐带式管缆并且无需替换上部和水下低频调制解调器，能够在上部控制中心11与水下装置12之间建立高速数据传输。 [0053] 水下装置12可以被适配成被部署在超过1000 m、2000 m或甚至超过3000 m的深度中。因此，替换水下装置12的部件是非常昂贵的。借助于本实施例，安装诸如需要高数据传输率而无需替换水下装置12的已经安装的部件的MCM或WCM之类的新部件成为可能。现有通信借助于在上部控制中心11与水下装置12之间的低频调制解调器而继续起作用，从而避免修改经由调制解调器22通信的先前已安装水下模块中的任一个的需要。 [0054] 图1图示了三个水下低频调制解调器22和一个水下高频调制解调器32。应该清楚的是，可以使用任何其他数目的调制解调器，例如在1与15之间的低频调制解调器22和1、2或更多个高频调制解调器32，该数目依照要求调制解调器通信的水下模块的数目而被选择。 [0055] 在图1中，信号分配模块40可以例如包括被耦合到水下双工器36并且多个水下低频调制解调器22被朝其耦合的集线器。多点通信方案可以被低频调制解调器21和22用于通信。 [0056] 水下调制解调器22和32可以为利用它们用于数据通信的相应水下模块的部分，例如它们可以被包括在相应模块的外壳中。调制解调器32可以例如为被水下安装的新控制模块的部分。 [0057] 图1图示了在第一和第二频率范围中进行通信的不同类型的调制解调器，其中通信信号使用双工器而被组合。应该清楚的是在其他配置中，可以使用两个以上的不同类型的调制解调器，并且可以使用复用器代替双工器以便组合/分离两个以上的频率范围，例如三个或更多个频率范围。 [0058] 图3图示了水下信号分配模块40的可能配置，其中若干高频调制解调器32被耦合到其，但其在其他方面与图1的配置类似。 [0059] 因此，上面给出的描述同样地适用于图3中所图示的实施例。 [0060] 水下信号分配模块40包括经由其第一接口(例如图2的接口53)而被耦合到数据传输线路14的双工器36。在第一频率范围中的通信信号在其上被发送的双工器的第一接口51上，双工器36被耦合到集线器42。集线器42将通信信号分发给若干连接的水下低频调制解调器22。在图3中所图示的实施例中，集线器42简单地包括分支点，在所述分支点中朝不同的水下低频调制解调器22的通信线路被接合。应该清楚的是，集线器42的其他配置是可以想象的。即使是用这个相当简单的配置，上部低频调制解调器21也能够例如通过使用多点方法与水下低频调制解调器22中的每一个进行通信，在所述多点方法中上部调制解调器21随后轮询水下低频调制解调器22中的每一个。 [0061] 在图3的配置中，水下信号分配模块40此外包括接入倍增器41。接入倍增器41例如经由第二接口52而被耦合到双工器36。它被进一步耦合到水下高频调制解调器32中的每一个。接入倍增器41可以例如使用网际协议(IP)栈以便聚合从水下高频调制解调器32接收到的流量并且将经聚合的流量发送到上部高频调制解调器31，其中数据传输可以像上面所概述的那样发生(例如使用OFDM方案)。接入复用器41它本身可以作为其接口中的每一个上的调制解调器。 [0062] 应该清楚的是在其他配置中，上部高频调制解调器31与水下高频调制解调器32中的每一个之间的通信可以发生在不使用接入倍增器41的情况下，例如通过使用其他通信方案，诸如多点方案。 [0063] 水下信号分配模块40的使用是可选的，并且可以提供一个或多个水下高/低频调制解调器被朝其耦合的仅一个水下频率复用器36。在其他配置中，可以提供与水下信号分配模块40分离的水下频率复用器36。应该进一步清楚的是，可以提供接入倍增器41和集线器42中的仅一个，并且例如在它们自己的相应水下信号分配模块中提供彼此分离的这两个单元当然是可以想象的。 [0064] 图4是图示了根据本发明的实施例的方法的流程图，所述方法能够在关于图1和3所描绘并且描述的系统中的任一个上被执行。在步骤101中，上部低频调制解调器发送通信信号。在步骤102中，上部高频调制解调器也发送通信信号。注意，可以同时地执行步骤101和102。 [0065] 两个通信信号在上部频率复用器处被接收，并且在步骤103中，频率复用被执行。在频率复用中，通信信号与两个接收到的通信信号同步，其中所接收到的通信信号中的每一个都使用包括经调制的信息的不同频谱。如上面所提到的那样，频率复用可以通过诸如关于图2所图示并且说明的双工器之类的双工器来执行。 [0066] 在步骤104中复用器信号通过数据传输线路被发送。因此，两个通信信号通过相同的物理数据传输线路然而在不同的频率范围中被传输，以便信号不会彼此干扰。在步骤105中复用信号在水下频率复用器处被接收。在步骤106中所接收到的信号被解复用。在图2中所示出的双工器的示例中，接口51和52中的每一个都例如供应有相应频率范围中的经解复用的通信信号。 [0067] 在步骤107中，低频范围中的通信信号被发送到水下低频调制解调器(例如经由双工器36的接口51)。在步骤108中，高频范围中的通信信号被发送到水下高频调制解调器(例如经由双工器36的接口52)。该方法然后结束。 [0068] 如能够看见的，通过使用相同的物理传输线路，所述方法使得能实现低频上部和水下调制解调器之间以及高频上部和水下调制解调器之间的通信。因此可以通过使用OFDM数据传送方案的通信系统来升级低频调制解调器通信系统而不打扰低频调制解调器通信系统的操作。 [0069] 应该清楚的是，通信信号通常是模拟通信信号，并且图4中所图示的步骤因此可能不是离散步骤，但可以被连续地并且基本上同时地执行(例如其中仅短延迟通过上部和水下频率复用器的电部件、布线以及相应调制解调器的电子部件而被引入)。另一方面当然可以想象的是，接收信号的数字处理例如在频率复用器中或者在接入倍增器等等中正被执行。 [0070] 总而言之，本文中所公开的实施例可以增加可用于上部控制中心与水下装置之间的数据传输的带宽，而不打扰具有较低带宽的现有通信系统。两个通信系统可以共存。因为两个系统可以在相同的脐带式管缆上通信而不打扰彼此，所以例如通过互换包括低频调制解调器的模块或者通过添加模块，能够逐步升级水下装置。通信链路能够用可以被设计为无源单元并且因此不需要电源的上部/水下频率复用器来升级。升级到本文中所公开的水下通信系统因此是相对简单和有成本效益的。 |
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