CN202059409U - 零线-数据线耦合方式的低压电力线通信*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及低压电力线通信领域，具体涉及一种低压电力线通信***。电力线通信是利用低压电力线信道传输数据、话音、图像等多媒体业务的一种通信技术。目前，电力线通信普遍采用传输电能的相线-零线来承载载波信号，这种通信方式中的载波信号在电力线上传输时容易受到严重的衰减和干扰，实际传输速率远远达不到理论值。本实用新型的低压电力线通信***利用低压电力线中的零线外加一根专用数据线构成回路，采用零线-数据线方式承载载波信号，由于减少了来自电力线路上的干扰，因而提高了数据传输的可靠性以及传输速率。该低压电力线通信***包括：低压电力线通信设备A，连接用户终端并且接收来自用户终端的数据，并且将数据变成高频载波信号然后耦合到耦合线路上；耦合线路，利用零线与专用数据线构成的回路在低压电力线通信设备A和低压电力线通信设备B之间传送高频载波信号；低压电力线通信设备B，接收来自耦合线路的高频载波信号并且将经过解调处理的数据传送给交换机。
Description
技术领域
本实用新型涉及低压电力线通信领域，具体涉及一种低压电力线通信***。
背景技术
电力线通信技术(Power Line Communication)技术简称PLC技术，是利用配电网低压线路传输数据、话音、图像等多媒体业务的一种通信方式。图1是现有技术的典型的低压电力线通信***结构图。这种电力通信***的通信带宽限定在2～30MHz之间，用户终端提供的通信速率可以达到200Mbit/s，主要采用以OFDM为核心的多种扩频通信技术。在用户侧，用户终端通过以太网接口或USB接口与电力线通信设备(或PLC调制解调器)相连，而电力线通信设备(或PLC调制解调器)直接***墙上电源插座。低压电力线连接插座、用户电表以及其它用电设备，在楼宇配电间和另一侧的电力通信设备(或PLC调制解调器)相连，再通过交换机以及出口路由器和传统通信方式如光纤、CATV(Cable Television，有线电视)、xDSL(Digital Subscribe Line，各种数字用户线路的总称)等连接至Internet。
然而，电力线主要是用来传输电能的，是一种恶劣的通信介质。其上接入了大量的电器设备，存在不同的***和随机噪声，对通信信道的影响就是噪声、阻抗、信号衰减特性复杂，且时变性、随机性大，这样就使得该通信信道上的载波信号容易受到严重衰减和干扰，实际传输速率远远达不到理论值。
发明内容
本实用新型提供了一种低压电力线通信***，与传统低压电力线通信***采用相线-零线承载载波信号的方式不同，该低压电力线通信***采用零线-数据线承载载波信号。由于减少了来自电力线路上的干扰，因而提高了数据传输的可靠性以及传输速率。
为此，本发明实施例提供了如下技术方案。
一种低压电力线通信***，包括低压电力线通信设备A、耦合线路、低压电力线通信设备B，其中：
低压电力线通信设备A，连接用户终端并且接收来自用户终端的数据，并且将数据变成高频载波信号然后耦合到耦合线路上，以及接收来自耦合线路的高频载波信号并且经过解调处理的数据传送给用户终端；
耦合线路，由电力线中的零线与专用数据线组成，耦合连接到低压电力线通信设备A和低压电力线通信设备B上，利用零线与专用数据线构成的回路在低压电力线通信设备A和低压电力线通信设备B之间传送高频载波信号；
低压电力线通信设备B，接收来自耦合线路的高频载波信号并且将经过解调处理的数据传送给交换机或路由器，以及接收来自交换机或路由器的数据并且变成高频载波信号通过耦合线路传送给低压电力线通信设备A。
优选地，低压电力线通信设备A和低压电力线通信设备B结构相同，并且包括以太网控制器、控制与存储、收/发器、A/D与D/A转换、滤波与放大、汇聚与线驱动、电源，其中：
以太网控制器，对来自用户终端的数据提供以太网控制和独立的以太网接口；
控制与存储，与以太网控制器之间进行高速数据交换、实现数据存储、建立高速数据通道、提供协议转换；
收/发器，实现数据的基带处理以及调制与解调，在发送数据时，对来自控制与存储的数据进行编码、差错控制、成帧、调制；在接收数据时，把来自A/D与D/A转换的经过A/D转换的数据，进行解调、译码；
A/D与D/A转换，在发送数据时，对来自收/发器的数据进行D/A转换；在接收数据时，将来自滤波与放大的信号进行增益放大、滤波，最后进行A/D转换然后传送给收/发器；
滤波与放大，在接收信号时，对来自汇聚与线驱动的接收信号进行滤波、整形、放大，然后传送给A/D与D/A转换；在发送信号时，对来自A/D与D/A转换的发送信号进行滤波、放大，增强发送信号的驱动能力，然后传送给汇聚与线驱动；
汇聚与线驱动，把发送通道和接收通道汇聚成一条与交换机相连的信号通道，并且提高发送信号电平提升发送信号的线路驱动能力，并且实现对大电压信号的隔离；
电源，从电力线上获取电能提供给所述低压电力线通信***。
本实用新型所提供的低压电力线通信***利用零线-数据线承载载波信号，可以提高线路上数据传输的可靠性和传输速率。
附图说明
图1为现有技术的低压电力线通信***的结构图；
图2为本实用新型实施例提供的低压电力线通信***的结构图；
图3为本实用新型实施例提供的低压电力线通信设备的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例做进一步的详细说明。
本实用新型实施例提供的低压电力线通信***，采用零线-数据线承载载波信号，即利用低压电力线中的零线，外加一根专用数据线构成回路，来传输载波信号。如图2所示，是本实用新型实施例的零线-数据线耦合方式的低压电力线通信***的结构图。该低压电力线通信***包括用户终端1、低压电力线通信设备A 2、低压电力线通信设备B 3、交换机4、耦合线路5，与图1所示的现有技术的低压电力线通信***不同之处在于，来自用户终端1的数据在低压电力线通信设备A 2中进行调制之后，使用零线-数据线耦合方式承载载波信号，代替现有技术中使用电力线的相线-地线耦合方式承载载波信号。采用这种零线-数据线耦合方式的低压电力线通信***，通信带宽可以在2～30MHz之间，由于耦合线路5上的干扰大大减少，因此耦合线路5上的数据传输的可靠性以及实际传输速率可以进一步提高。
该***的工作过程描述如下：在用户侧，用户终端1例如集中器、摄像机等等通过以太网接ㄇ与低压电力通信设备A 2相连，低压电力通信设备A 2把数据例如用电数据或数字视频信号耦合到专用数据线上，该专用数据线与低压电力线中的零线构成耦合线路5，采用零线一数据线方式承载载波信号。在耦合线路5的另一端，采用低压电力线通信设备B 3分离出所述数据，最后通过交换机4和其它网络，将所述数据发送到电力信息网或Internet。其中，交换机4在该实施例中为以太网交换机，也可以是以太网路由器。用户终端1接收来自交换机4的数据的过程与上述过程正好相反，这里不再敷述。
图3是图2所示的***中的低压电力线通信设备A 2的结构图，低压电力线通信设备B 3的结构与图3的完全相同，这里不再敷述。该设备包括以太网控制器21、控制与存储22、收/发器23、A/D与D/A转换24、滤波与放大25、汇聚与线驱动26、电源27，下面将具体描述各部分功能。
以太网控制器21，完成基于IEEE 802.3或者IEEE 802.3u局域网标准的以太网控制功能，对来自用户终端1的数据提供以太网控制和独立的以太网接口，例如快速以太网接口。
控制与存储22，具备较强的数据处理能力、较快的处理速度和存储能力，为来自以太网控制器21的数据实现高速数据交换、建立高速数据通道、提供协议转换、实现高速数据存储等处理。
收/发器23，实现数据的基带处理以及调制与解调。在发送数据时，对来自控制与存储22的数据进行编码、差错控制、成帧、调制；在接收数据时，把来自A/D与D/A转换24的经过A/D转换的数据，进行解调、译码等逆变换。
A/D与D/A转换24，在发送数据时，对来自收/发器23的数据进行D/A转换，并且把信号带宽限定在2～30MHz之间，满足电力线通信的技术要求。在接收数据时，将来自滤波与放大25的模拟信号进行增益放大、滤波、进行A/D转换，然后传送给收/发器23。
滤波与放大25，在接收信号时，对来自汇聚与线驱动26的接收信号进行滤波、整形、放大，然后传送给A/D与D/A转换24；在发送信号时，对来自A/D与D/A转换24的发送信号进行滤波、放大，增强发送信号的驱动能力，然后传送给汇聚与线驱动26。
汇聚与线驱动26，汇聚与线驱动电路的作用是把发送通道和接收通道汇聚成一条与局端交换机相连的信号通道，并且提高发送信号电平提升发送信号的线路驱动能力。当低压输电线路出现用电不平衡情况时，零线上会具有一定的电压，因此该电路需要具有一定的耐压能力，对大电压信号进行有效隔离。
电源27，从电力线上获取电能提供给低压电力线通信设备A 2。
该设备的具体工作过程如下：当用户终端1发送数据时，通过以太网控制器21将数据发送到控制与存储22，在CPU的控制下，经过协议转换、快速存储等一系列处理，发送到收/发器23，进行数据编码、调制、成帧等处理，然后传送A/D与D/A转换26，对发送信号进行D/A转换，然后经过滤波与放大25的滤波放大之后，由汇聚和线驱动26发送到由零线-数据线组成的耦合线路5上；当用户终端1接收数据时，接收信号由汇聚和线驱动26提取出来，再经过滤波与放大25的滤波和放大处理、A/D与D/A转换24的A/D转换，进入到收/发器23，经过解调和译码等处理恢复原始数据，在控制与存储22中的CPU的控制下，进行协议转换，最后经过以太网控制器21将接收信号发送到用户终端1。
以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本实用新型进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的***及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (2)
1.一种低压电力线通信***，其特征在于，包括低压电力线通信设备A、耦合线路、低压电力线通信设备B，其中：
低压电力线通信设备A，连接用户终端并且接收来自用户终端的数据，并且将数据变成高频载波信号然后耦合到耦合线路上，以及接收来自耦合线路的高频载波信号并且经过解调处理的数据传送给用户终端；
耦合线路，由电力线中的零线与专用数据线组成，耦合连接到低压电力线通信设备A和低压电力线通信设备B上，利用零线与专用数据线构成的回路在低压电力线通信设备A和低压电力线通信设备B之间传送高频载波信号；
低压电力线通信设备B，接收来自耦合线路的高频载波信号并且将经过解调处理的数据传送给交换机或路由器，以及接收来自交换机或路由器的数据并且变成高频载波信号通过耦合线路传送给低压电力线通信设备A。
2.根据权利要求1所述的低压电力线通信***，其特征在于，低压电力线通信设备A和低压电力线通信设备B结构相同，并且包括以太网控制器、控制与存储、收/发器、A/D与D/A转换、滤波与放大、汇聚与线驱动、电源，其中：
以太网控制器，对来自用户终端的数据提供以太网控制和独立的以太网接口；
控制与存储，与以太网控制器之间进行高速数据交换、实现数据存储、建立高速数据通道、提供协议转换；
收/发器，实现数据的基带处理以及调制与解调，在发送数据时，对来自控制与存储的数据进行编码、差错控制、成帧、调制；在接收数据时，把来自A/D与D/A转换的经过A/D转换的数据，进行解调、译码；
A/D与D/A转换，在发送数据时，对来自收/发器的数据进行D/A转换；在接收数据时，将来自滤波与放大的信号进行增益放大、滤波，最后进行A/D转换然后传送给收/发器；
滤波与放大，在接收信号时，对来自汇聚与线驱动的接收信号进行滤波、整形、放大，然后传送给A/D与D/A转换；在发送信号时，对来自A/D与D/A转换的发送信号进行滤波、放大，增强发送信号的驱动能力，然后传送给汇聚与线驱动；
汇聚与线驱动，把发送通道和接收通道汇聚成一条与交换机相连的信号通道，并且提高发送信号电平提升发送信号的线路驱动能力，并且实现对大电压信号的隔离；
电源，从电力线上获取电能提供给所述低压电力线通信***。
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|---|---|---|---|---|
| CN105162495A (zh) * | 2015-07-04 | 2015-12-16 | 青岛东软载波科技股份有限公司 | 多节点低压直流电力线的宽带通信***及其通信方法 |
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