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1电力线路网络通信技术
信号带宽小于信道的相应带宽,因此就可以大大消除信号波形间的干扰。电力线局域网通信设备主要包含以下几部分。
1.1电力网桥设备
它作为PLC局域网端设备,负责电力线路网络信号的覆盖。它的主要功能是以太网设备与电力网络设备之间的协议转换,通过将普通的网络数据信号转换为在民用电力线上传输的高频信号,采用耦合器,将信号耦合在电力线路中,实现信号加载和传输。
1.2网络调制解调设备
它为最终用户PC或其它终端设备提供适当的接口,如以太网或是USB。网络终端调制解调设备负责将传输在电力线路上的网络数据信号分解出来,从而使得用户可以通过电力线路与以太网络连接。
1.3终端用户
利用电力线进行局域网通信的终端用户可以是一台电脑,也可以是电视机顶盒,或者是其他智能家电设备,总之,电力线局域网络可以轻松方便的将各台设备统一在一个局域网络之中,只要是房间内有电源插座的地方,都可以随意增加网络连接,无需另外敷设网线,大大的方便了人们的使用。
2电力线局域网网络通信技术的应用
电力线路上网技术在早在十几年前就有国外公司开始发展,当时研发出来的产品由于带宽的问题,导致其只能进行基本的网络通信,远远不能满足用户的网络需求,直至最近几年,电力上网技术才有了长足的进步,在电力线路上的网络数据传输理论上可以提供最大500Mbps的带宽,这基本满足了大多数现代人对网络通信的要求,也使得这项技术与以往的以太网络相比,变得更加有竞争力。
电力线局域网络的构建,网络交换设备的组成基本上与传统的以太网络相同,不同的地方是,网络数据信号传输的载体为电力线路,同时,需要增加电力网络桥接设备,将网络信号转换加载在电力线路上。利用电力线路传输网络信号,其信号传输的距离最大为200m,信号传输覆盖距离较以往以太网更远,对于普通的高层住宅来说,只需要在底层设置一套网络交换设备即可满足整栋的网络通信。
由于电力线局域网在同一电力线路中最大能支持16个用户同时使用网络,并且,电力线局域网信号不能跨越电表,因此,设计时考虑将每一户的电力局域网线路单独接入该户电表之后,这样,除了可以保证每户家庭通过电力线路同时连接局域网络的最大数量多达16个之外,整栋楼的各个家庭之间在网络使用上是相对独立的,同一家庭的不同房间用户上网不会影响其他家庭的使用。最终,通过这种布线方式,用户在自己的房间内就可以随时随地通过电源插座进行上网。
在网络安全性方面,电力线局域网设备均采用56位加密方式保证信息安全,同时每一台设备都有自己独特的机器密码,可以据此使用驱动软件来设置不同的工作组来阻隔非法用户。
在使用的电气安全性方面,电力线上网技术实际上是一种宽频的电力线载波新技术,它利用线圈的耦合原理将高频信号耦合到电力线中,设备中数据信号的传输线路并不与电力传输线直接连接,因此,不存在触电的问题。另外,电力线局域网设备的电路设计,与计算机中的主板一样,强、弱电路分开隔离,保证弱电信号线路中不会出现220V电压。电路中还设置了过压保护装置,避免由于感应或短路造成对计算机和用户的伤害。
综上所述,电力线的局域网技术利用了传统以太网络的技术,并在此之上改进了传统以太网的诸如信号传输距离,需要单独敷设网络线缆,单独预留网络插座等缺点,因此,在无线网络还没有完全取代有线网络之前,这项新兴技术是有其发展空间的。
电力线局域网通信带来的便利之处就是可以利用现有的电力线路以及以太网设备,整合所有接入的各方信号,在真正实现光纤到户之前,作为实现三网统一(即数据网络、语音网,及有线电视统一)的一种低成本的过渡性手段,室外的数据网、语音网以及有线电视网均通过电力线路接入用户,而在房间内的用户则不需像以往一样,为每一台家用电器设备配置不同线路,所有设备的连接均通过普通的电力线路,只要有电力插座的地方,就能连接网络设备,这样,可以极方便地满足用户在各个房间内对接入网络设备的需求,同时,用户也可以通过电力局域网对全房间内的设备进行统一的监控管理,实现智能化控制。
3总结
从一项新兴的技术角度来看,电力线局域网技术从其行业标准被到被实用化、市场化,它所经历的时间是很短的,从另一方面来看,这也说明了在国家完全实现光纤到户之前,市场上确实需要这样一种产品来作为过渡,而依靠电力线路来组建局域网络,相较于传统的以太网络,也确实有它的优势。电力线局域网络无需重新敷设以太网线,其数据传输完全使用房间内已敷设好的电力线路,因而,对于新建房屋,可以节约敷设以太网线路的花销,对于已建房屋,可以减少因破坏墙体敷设网络线所带来的花销;电力线路作为网络数据的载体,其信号传输距离大于传统网络线缆,最大传输距离为200m,是以往数据线缆无法达到的;其理论最大传输速率为500Mbps,基本满足用户平时上网所需;接入网络便利,只要有插座的地方,都可以很方便的接入上网,其移动便利性仅次于无线网络。
当然,因为其传输数据的载体为电力线路,也有一定的缺点。其最大的问题就是同一电网内电压波动对其造成的信号干扰的问题,目前来看,在普通家庭使用上,电力线路不会产生大的波动,因此对在上面传输的网络数据不会有太大干扰。但是,如果是在大型建筑,如商场、办公楼、机场或者工厂架构电力线局域网时,是否还能够保持其稳定性,还有待实践测试;另外,在同一电力线路下,最多只能保证16台设备同时上网,也限制了它在公众网络中的发展,如何能更大限度的利用电力线路,加大带宽、提高接入数量,也是电力线局域网技术未来发展的重点。
尽管还有不少缺点,但是电力线局域网技术的出现,无疑给我们在弱电工程设计中提供了除传统以太网以及无线网络之外的另一种选择。据了解,国内已有部分小区的网络构建采用了电力线局域网技术,同时,还有机构与国外合作发展国内电力线局域网技术,或许,在不久的将来,利用电力线的局域网络将会成为弱电工程设计的主流选择。
作者:黄舟 单位:信息产业电子第十一设计研究院科技股份工程有限公司