1.1電力線路局域網通信數據技術概念
電力線路局域網通信數據技術,屬于是電力載波通信(PLC)的一種,主要是利用電線這個傳輸媒介,將高頻信號傳輸出去,進而實現網絡通信。
在2010年,美國電氣和電子工程師協會就正式發布了電力網絡通信協議標準,即IEEE1901。該協議與之前的PLC相關標準有所不同,從理論上來講,EEEI901的通信傳輸速率達到了500Mb/s,屬于高速網絡通信標準協議。它是針對電力線通信和解決多媒體家庭聯網、音頻和視頻傳輸,以及智能電網等多種應用推出的第一項全球標準[1]。
1.2電力線路局域網通信數據技術原理
電力線局域網通信數據技術在工作時,其基本的工作原理是:通過現有的電力線網絡,將高頻信號傳輸出去,并通過電力線網絡調制器,將有待傳輸信息的高頻信號與電流相互結合,然后再通過電線網絡將信號傳送到調制器。
可以說,在電力線路局域網通信數據技術過程中,調制器是整個電力線網的核心。在電力網整個系統中,調制器負責接收信息,并負責把接收到的信號和傳送它的電流相互分開,之后再將純粹的信號進行傳輸,使其到達計算機或者其他的信號接收設備上,從而實現網絡通信,保證上網、監控、打電話等活動正常進行。
利用電力線路局域網通信數據技術實現數據傳輸時,比傳統的網絡電纜具有很大的優點,例如不會受到各種電氣設備的干擾,影響數據傳輸的穩定性但是很容易受到普通電器設備因素的干擾,例如冰箱、空調等電器設備都會產生一定的噪音,影響電力線路局域網信號的傳輸質量。
因此,在電力線路局域網進行信息傳輸過程中,為了盡量減少這種不良效果帶來的負面影響,可以采用OFDM、DMT等特殊的技術手段,對電力線路局域網進行不斷的完善,以有效減少信號在傳播過程中的干擾。
通常,電力線局域網數據通信設備主要由電力網橋、網絡調制解調、終端用戶三個部分組成。
1)電力網橋
是電力線局域網端設備,主要負責電力線路網絡信號的有效覆蓋,并且對信號的傳遞也有重要的作用。其主要是利用太網設備與電力網絡設備.將普通的網絡數據信號轉變為民用電力線上的傳輸高頻信號,從而實現信號加載和傳輸。
2)網絡調制解調
為最終用戶PC或者其他終端設備提供適當的接口。在電力線局域網中,網絡調制解調設備主要功能是:利用電線將電力線路上的網絡數據信號分解出來,從而確保用戶通過電力線路與太網絡連接起來,實現普通用戶利用電力線路完成上網工作。
3)終端用戶
包含的范圍十分廣泛,主要指一切接受能通過電線進行傳輸的信息設備,如計算機、電視機機頂盒、以及新型的家用電器等。總之,通過電力線局域網,可以輕松地將各臺設備統一在一個局域網之中。并且在終端用戶在使用的過程中也非常簡單,只要房間內擁有電源插座,就可以隨意進行網絡連接。
電力線局域網的主要功能就是在較小的范圍內,通過電力線局域網,實現計算機與其他終端設備的有效連接,從而實現彼此的相互通信。在使用的時候,只需要在終端設備的所在地方,如家里、辦公室,只要布置好了電源線,把高速電力線通信調制解調器連接上電源插銷板,就可通過以太網線或者USB接口線,將計算機終端設備與凋制解調器連接上,然后再配合合適的IP地址,就可以實現計算機之間的相互通信。
至此,一個完整的電力線局域網就已經構建完畢。但是需要注意的是,在構建電力線局域網時,如果使用的是USB接口,必須要在計算機上安裝驅動程序;但是如果使用的是以太網接口,在構建局域網時,就無需安裝驅動程序。
3.1電力線局域網數據技術的構建
近年,電力線局域網數據技術在弱電工程中的應用和普及得到了快速的發展,這主要得益于科學技術的發展,為其提供了強有力的技術支撐。事實上,在很早之前,就開始加強對電力線局域網數據通信技術的研究,但是由于當時研制出來的產品受到寬帶的限制,無法滿足用戶的需求,導致其在應用日寸只能進行基本的網絡通信。
但是今年,隨著科學技術的發展,電力線局域網的數據傳輸理論上已達到了500Mb/s的寬帶,這基本上滿足了大多數現代人對網絡通信的要求,從而使得這項技術與以往的以太網絡相比,變得更加有競爭力。
通常在弱電工程中構建電力線局域網數據技術時,基本上可以參照傳統的以太網的結構,只是電力線局域網在構建時,需要將原本通信電纜轉變為既有的電力線路。與此同時,還要增加電力網絡橋接設備,以實現網絡信號的轉化和加載。
在利用電力線路傳輸網絡信號時,其有效的信號傳輸距離可以達到200m,比之前的太網傳輸距離要長,并且覆蓋面要廣。尤其是在當今,隨著高層建筑的不斷發展,電力線局域網在運用的過程中,只需要在底層設計一套網絡交換設備,即可滿足整棟建筑物居民對網絡通信的需求(如圖1所示)。
圖1高層住宅電力線局域網構架圖
通常,在電力線局域網中,一根電力線路就可以實現l6個用戶的網絡使用,并且電力線路局域網的信號無法跨越電表,因此構建電力線路網絡過程中,可以先將每一戶的電力局域網線路分別接入電表[3]。如此一來,單根線路上的用戶,在同時使用連接局域網絡時,具有一定相對獨立,而不會影響其他用戶的使用。
3.2電力線局域網數據技術應用中的安全性
在電力線局域網數據技術應用過程中,要充分考慮電力線局域網的安全性。通常,電力線局域網構建時,采用的都是56位加密,以達到對信息的保密效果。與此同時,在電力線局域網數據技術在使用中,每一臺設備都有機械密碼,并配合相應的驅動軟件,設置不同的工作組,從而有效隔離非法用戶,以保證信息的安全。
而從電氣安全性上來說,電力線局域網通信技術屬于一種寬頻的電力線載波新技術,實際上利用線圈的耦合原理,在電力線路上加載高頻信號。實際上,電力線路并不會直接與數據傳輸線路相連接,因此在使用過程中杜絕了觸電的問題。
在電力線局域網構建和使用過程中,還要通過強弱電路進行分開設置,保證電力線路信號線路中電壓的穩定。此外。在電力線局域網構建過程中,還要對電路設置保護裝簧,從而有效避免因感應或者短路問題而引發的安全,從而實現對計算機和用戶信息的有效保護。
總而言之,電力線的局域網技術利用了傳統的以太網技術,并對其進行了有效的改進。通過電力局域網,不僅提升了信號傳輸的距離,擴大了信號的覆蓋面,并且在使用的過程中,對用戶的信息實現了有效的保護。并且電力線的局域網數據技術在應用的過程中,不需要額外敷設線路,也不需要預留網絡插座等,非常使用當前無線網絡發育不充分的環境,具有非常廣闊的發展空間。
參考文獻
【1】黃舟。電力線局域網通信技術及其在弱電工程中的應用【J】.四川建材,2012,38(6):196—197.
【2】王曉虹.電力線局域網通信技術及其在弱電工程中的應用【J】.大科技,2017(26).
【3】俞雅婷.電力線局域網通信技術及其在弱電工程中的應用【J】.工程技術:全文版2016(11):00251-00251.