专利名称：电力线布线单元系统及其布线方法
技术领域：
本发明涉及一种信息或其他信号在输入/输出设备之间的互连或传送，为一种通过电力配电线传输的系统，特别是一种电力线布线单元系统及其布线方法，其特别适用于高层建筑或用户达成百上千的局域网中。
背景技术：
现有技术中布线单元系统及其布线方法如附图1所示，它包括如下组成部分及其布线方法特征首先，布线单元包括一个局端设备和若干用户终端，这样，该布线单元在地域上的具体表现可以是一个住宅小区，也可以是小区中的一幢或几幢楼房，或者是一幢或几幢的办公楼群，还可以是校园等。局端设备具有一个信号传输端口和复数个终端传输端口；其次，提供一种弱电网络线，其将局端设备的复数个终端传输端口与用户终端对应连接起来，在这里弱电网络线作为局端设备与用户终端之间的传输介质。由于局端设备可以通过网络交换机而外接局域网(通用代号为LAN)，如此也就实现了用户终端与局域网的连接。
例如，在住宅小区中以每幢楼房为一个布线单元，由于每幢楼房的用户终端最多只有16～24个，采用普通的具有16～48个终端传输端口的局端设备，如交换机即可满足要求，但是在高层建筑或局域网的用户更多时，特别是办公楼，用户可达成百上千，只用一台交换机已经不能满足需要，因为楼层越高或楼房数越多则布线距离就越长，当布线距离超出网络传输线所规定的传输极限时，将导致通信连接的不通畅，甚至连接不上。此时就需要增加交换机，以放大传输信号，然后再传输，而现在交换机是比较昂贵的，一般是大几千元到几万元人民币，这样就造成了网络布线工程的浩大，施工的费用也大大提高了，经济性差；其次，在现有技术中，用户终端是直接与局端设备进行口对口的连接，即通过网络传输线将二者连接起来，这样用户终端就通过网络传输线而与交换设备进行信号传输，但每一条网络传输线都只对应一个用户终端，交换设备提供几个终端，就只能连接几个用户终端，而实际上，在一定的带宽下，用户端口是可以进行扩展的，例如，有10M接入带宽，按每个用户终端100K的速度，可以有100个用户，但如果用户端口只有48口，那也只能连接48个用户终端，而如果要采用100端口的交换设备，那价格将呈数倍上升，显然很不经济，所以，现有技术的布线方法就限制了布线用户的数量。
发明构成本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种可在一定带宽下扩展多用户、施工简单的电力线布线单元系统及其布线方法。
本发明的目的是通过以下途径来实现的电力线布线单元系统，包括有一个或一个以上的布线单元，该布线单元包括一个局端设备和复数个用户终端，其要点在于，局端设备包括有信号传输端口和终端传输端口，信号传输端口与局域网传输连接，还包括有一种电力传输线，局端设备的终端传输端口以及复数个用户终端均连接在电力传输线上。
局端设备具有多个用户共用一个传输通道的功能，同时，其还是一种可将电力线上传输的信号与网络线上传输的信号进行互相转换的设备。这样的布线单元系统为一种总线型的组网系统，上述电力传输线就是该系统中的传输总线，用户终端和局端设备均通过该传输总线进行相互之间的数据传输。利用电力传输线作为数据传输的介质的优点在于电力传输线的格局已经存在，在局端设备和用户终端之间的数据传输可以直接利用该电力传输线作为传输介质，而不需要重新布设弱电网络线，减免了布设网络线的工程，同时布线单元中所敷设的线的种类可以减少，也不需要因为怕干扰而将强电和弱电分开，凭空增加了布线单元和用户终端布设传输线的空间；另外，由于所有的用户终端均挂接在该电力传输线上，这样，在不考虑用户带宽的情况下，用户终端的数目在理论上就不受限制。
电力线布线单元系统的布线方法，其要点在于，包括有如下步骤1、提供一个或一个以上的布线单元，该布线单元包括一个局端设备和复数个用户终端，2、局端设备具有信号传输端口和终端传输端口，3、将局端设备的信号传输端口与局域网传输连接，4、利用现行的电力传输线，并以总线的组网方式将局端设备的两个终端传输端口与复数个用户终端连接起来，即局端设备的终端传输端口与复数个用户终端均连接在该电力传输线上。
由于电力线是在建筑物建成之时就分布好的，所以可以直接采用电力线来进行信号传输，这样用户终端进行传输数据时，可将数字信号转化为电力线上传输的载波信号，然后通过电力传输线传送到局端设备，该局端设备的优点在于可接收和传送电力载波信号，从而实现数据在电力传输线上传输，这样，就不需要对大楼进行网络布线，只需要利用现有的电力布线格局即可，施工简单、方便，而此类的局端设备价格低，只需要几百元人民币，显然更加经济实惠。
另外，由于用户终端与局端设备的信号传输是通过电力线以总线的组网拓扑方案实现的，而不是一局端设备终端传输端口只与一用户终端传输的，所以其用户可以进行最大限度的扩展，如接入10M的带宽，每个用户终端有100K的速度，那么可以设置100个用户与一局端设备进行信号传输连接，这样，可连接的用户数量增多了，比现有技术中可连接的用户多上一倍不止，所以本发明可适用于高层建筑和较大面积的布线用户。
在进行高层建筑布线单元的布线时，局端设备可通过在建筑的强电竖井中的电力传输线而与各个用户进行连接，也就是说，布线地点为楼房的强电竖井中，因为每个用户的电力线是在强电竖井中集合的，利用强电竖井作为布线地点可以使施工更为方便，简单。
局端设备可以进一步具体为局端设备可以是一种电力路由器，还可以是一种桥接器。
电力路由器除了上述局端设备的功能外，还具有管理功能，是一种可对数据进行管理的信号转换设备，可具体为电力路由器包括有一线路识别装置，线路识别装置包括有IP地址比较装置、IP地址基准装置和信号发送装置，终端传输端口和IP基准装置的基准端分别与IP地址比较装置的两输入端连接，而IP地址比较装置的输出端通过信号发送装置而与信号传输端口连接。
当用户在连接电力路由器时，由于每一个电力路由器已经规划并分配好网段，所以用户终端的IP地址必须设置为该网段内的IP地址，而线路识别装置则是控制只有在所设定网段内的用户IP地址才可以通过本电力路由器传输信号，同时所分配的IP地址网段的识别字符将被传送到IP地址基准装置中，当用户信号要传送时，其IP地址要先通过IP地址比较装置与IP地址基准装置进行比较，确认为是本电力路由器所分配的IP地址时，方可通过本电力路由器将该用户的信号发送出去。
同样电力路由器在接收局域网的信息发送回用户终端时，同样需要经过线路识别装置来识别信号所携带的IP地址，然后再发送往相应的用户终端，此时，信号传输端口和IP基准装置的基准端分别与IP地址比较装置的两输入端连接，而IP地址比较装置的输出端通过信号发送装置而与终端传输端口连接。也就是说信号传输端口和终端传输端口的信号输出端分别与IP地址比较装置的比较输入端连接，而二者的信号输入端则分别与信号发送装置的发送端连接，因此线路识别装置为一种双工通道，主要作为识别信号的IP地址而作用于本局端设备。
这是因为电力线的布线格局是相通的，而用户的IP地址又是随机产生的，如果没有对IP进行设置分配和管理，可能在传输时本该与本电力路由器连接的用户连接到另一电力路由器，从而导致某一电力路由器的传输通道极其拥挤，另一电力路由器则无用户连接，容易造成网络传输的混乱。进行分配和管理后，就解决了上述问题，使每一个电力路由器的信号传输量均匀分配，不会造成网络传输的混乱。
电力路由器还包括有一密码识别装置，其插接在线路识别装置的IP地址比较装置与信号发送装置之间。
这是因为用户的IP地址虽然可以进行分配，但是，用户在使用时，仍可对本机的IP地址进行更改，这仍然会造成线路传输的混乱。所以在用户安装时在每个用户的本机上都安装有一固定的识别密码，这就要求了用户终端在传输数据时，不但需要该用户终端的IP地址落入本电力路由器的地址网段内，还需要对所传输数据对应的用户终端的密码进行确认，所传输的数据方可通过本电力路由器进行传输，否则本电力路由器将不予理睬其数据信号的传输，进一步保证了信号传输的可靠性，规范了网络线路的传输原则。这里的密码识别装置为一种常规技术，本发明不再赘述。
局端设备若为一种桥接器，即连接两不同的传输介质，起到将其中一种介质上的信号桥接到另一种传输介质上，如将网络线上传输的载波信号转嫁桥接为电力线上传输的载波信号。此桥接器可以是一种耦合器，通过信号感应的原理将网络线上传输的载波信号感应到电力线上，变为电力线上传输的载波信号，从而可在电力线上进行传输。
此桥接器还可以为一种电力调制解调器，终端传输端口是通过该电力调制解调器而与用户终端连接。
局端设备还具备有调制解调功能，即包括有调制解调器，这里有两种情况一、将电力线上传输的信号转换为在网络传输线的信号的功能。这是当局端设备两端的传输介质不一样，局端设备与用户终端连接的为电力线，而局域网与局端设备连接的则是网络线，所以需要将用户端的电力载波信号调制解调转换，变为网络线的传输载波信号，然后才可以通过该局端设备传送出去。
这里的调制解调器为一对，即与终端传输端口的电力调制解调器和与信号传输端口连接的网络调制解调器，当从局端设备向局域网传输信号时，第一步需要将电力线上载波信号解调为数字信号，第二步再将数字信号调制为网络线上传输的载波信号，最后向局域网传输信号；而局端设备接收局域网传输过来的数据时，则是第一步将网络线上传输的载波信号解调为数字信号，第二步再将数字信号调制为在电力线上传输的载波信号，最后送达用户终端。
二、将电力线上传输的信号转换为数字信号，进行处理(如对输入信号的比较处理)，然后再转为电力线上传输的信号，也就是说，局端设备两端的传输介质都是电力线。
这里的调制解调器也为一对，即分别与信号传输端口和与终端传输端口连接的两电力调制解调器，当从局端设备向局域网传输信号时，第一步需要将电力线上载波信号解调为数字信号，然后对该数字信号进行处理，第二步再将数字信号调制为电力线上传输的载波信号；而局端设备接收局域网传输过来的数据时，第一步将电力线上传输的载波信号解调为数字信号，进行判断和处理后，第二步再将数字信号调制为在电力线上传输的载波信号发送给用户终端。
本发明还可以进一步具体为还包括有如下步骤，复数个布线单元的局端设备的信号传输端口都通过一中继器而与局域网连接。
中继器是用于转接传输的信号的，是网络物理层的一种介质连接设备，作用是把一根信缆中的电子信号传递给另一根信缆，不进行路由选择判定，也不进行分组过滤，仅对信号进行放大和整形，以确保信号的可靠传输。
综上所述，本发明的优点在于，提供了一局端设备，该局端设备可接收和传送电力载波信号，然后使用户终端通过电力传输线而与局端设备进行连接，从而实现数据在电力线上传输，这样，就不需要对布线单元进行网络布线，只需要利用现有的电力布线格局即可，施工简单、方便，而此类的局端设备价格低，只需要几百元人民币，显然更加经济实惠；同时由于所有的用户终端均挂接在该电力传输线上，这样，在不考虑用户带宽的情况下，用户终端的数目在理论上就不受限制，更适用于在发展中不断地扩大网络通信用户数量以及通信面积。
图1所示为本发明所述的现有技术的系统及布线方法示意图；图2所示为本发明所述最佳实施例的系统及布线方法示意图；图3所示为本发明所述最佳实施例中的局端设备的框架示意图。
下面我们结合实施例对本发明作进一步的描述。
具体实施例最佳实施例参见附图2，电力线布线单元系统，包括有6个布线单元，每一布线单元均包括一个局端设备和50个用户终端，局端设备包括有信号传输端口和终端传输端口，信号传输端口与局域网传输连接，还包括有一种电力传输线，局端设备的终端传输端口以及相应的50个用户终端均连接在该电力传输线上。另外局端设备还通过一电力线与外接局域网传输连接。
参见附图3，局端设备为一种电力路由器，其包括线路识别装置、密码识别装置和一对电力调制解调器，因此该电力路由器包括信号管理功能和转换功能，为一种具有管理功能的信号转换设备，其中线路识别装置包括有IP地址比较装置、IP地址基准装置和信号发送装置，密码识别装置同样具有密码比较装置和密码基准装置，该密码识别装置为一种现有技术，所以附图不再详细列明。密码识别装置插接在IP地址比较装置和信号发送装置之间，信号传输端口和终端传输端口的信号输出端分别与IP地址比较装置的比较输入端连接，而信号发送装置的发送端则分别与信号传输端口和终端传输端口的信号输入端连接，所以此线路识别装置为一种双工传输通道。另外信号传输端口和终端传输端口分别通过一电力调制解调器而外接局域网及用户终端。
以上电力线布线单元系统对应的布线方法，包括有如下步骤1、提供一种如上所述的布线单元系统，2、将电力路由器的信号传输端口通过一电力调制解调器与局域网传输连接，此时电力路由器与局域网之间通过电力线传输连接，3、利用现行的电力传输线，并以总线的组网方式将电力路由器的两个终端传输端口与50个用户终端连接起来，即电力路由器终端传输端口所连接的电力调制解调其与50个用户终端均连接在该电力传输线上，这是一种总线型的组网结构，便于网络运营商在一定的带宽下扩展用户终端，而不再需要增加局端设备。
本发明未述部分与现有技术相同。
权利要求
1.电力线布线单元系统，包括有一个或一个以上的布线单元，该布线单元包括一个局端设备和复数个用户终端，其特征在于，局端设备包括有信号传输端口和终端传输端口，信号传输端口与局域网传输连接，还包括有一种电力传输线，局端设备的终端传输端口以及复数个用户终端均连接在电力传输线上。
2.根据权利要求1所述的电力线布线单元系统，其特征在于，局端设备可以是一种电力路由器，还可以是一种桥接器。
3.根据权利要求1所述的电力线布线单元系统，其特征在于，局端设备为一种电力路由器，其包括有一线路识别装置，线路识别装置则包括有IP地址比较装置、IP地址基准装置和信号发送装置，终端传输端口的输入端和IP地址基准装置的基准端分别与IP地址比较装置的两输入端连接，而IP地址比较装置的输出端通过信号发送装置而与信号传输端口连接。
4.根据权利要求3所述的电力线布线单元系统，其特征在于，电力路由器还包括有一密码识别装置，其插接在线路识别装置的IP地址比较装置与信号发送装置之间。
5.根据权利要求1所述的电力线布线单元系统，其特征在于，局端设备与用户终端连接的为电力传输线，而与局域网连接的则是网络线，局端设备包括有一对调制解调器，即与用户终端连接的电力调制解调器和与局域网连接的网络调制解调器。
6.根据权利要求1所述的电力线布线单元系统，其特征在于，局端设备两端的传输介质都是电力线，调制解调器为一对，即分别与用户终端和与局域网连接的两电力调制解调器。
7.电力线布线单元系统的布线方法，其特征在于，包括有如下步骤①提供一个或一个以上的布线单元，该布线单元包括一个局端设备和复数个用户终端，②局端设备具有信号传输端口和终端传输端口，③将局端设备的信号传输端口与局域网传输连接，④利用现行的电力传输线，并以总线的组网方式将局端设备的两个终端传输端口与复数个用户终端连接起来，即局端设备的终端传输端口与复数个用户终端均连接在该电力传输线上。
8.根据权利要求7所述的电力线布线单元系统的布线方法，其特征在于，每个布线单元为一幢楼房，每一幢楼房均可在该楼房的强电竖井中进行布线。
9.根据权利要求7所述的电力线布线单元系统的布线方法，其特征在于，还包括有如下步骤，复数个布线单元的局端设备的信号传输端口都通过一中继器而与局域网连接。
全文摘要
本发明涉及一种信息或其他信号在输入/输出设备之间的互连或传送，为一种通过电力配电线传输的系统，特别是一种电力线布线单元系统及其布线方法，提供了一局端设备，该局端设备可接收和传送电力载波信号，然后使用户终端通过电力传输线而与局端设备进行连接，从而实现数据在电力线上传输，这样，就不需要对布线单元进行网络布线，只需要利用现有的电力布线格局即可，施工简单、方便，而此类的局端设备价格低，只需要几百元人民币，显然更加经济实惠；同时由于所有的用户终端均挂接在该电力传输线上，这样，在不考虑用户带宽的情况下，用户终端的数目在理论上就不受限制，更适用于在发展中不断地扩大网络通信用户数量以及通信面积。
文档编号H04L12/28GK1553590SQ20031010633
公开日2004年12月8日 申请日期2003年11月14日 优先权日2003年11月14日
发明者王东方, 黄瀛, 林勇 申请人:福建省电力试验研究院, 厦门亿创技术开发有限公司