CN101331689A - 属于不同plc小区的plc站之间的数据通信方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种在属于不同的PLC小区的电力线通信(PLC)站之间的数据通信方法以及执行该方法的设备，所述方法包括：将PLC接收站的站ID发送到PLC发送站所属的第一PLC小区的PLC小区桥(CB)；从第一PLC小区的PLC CB接收PLC接收站所属的第二PLC小区的组标识(GID)和加密密钥；使用第二PLC小区的加密密钥对将被发送的数据进行加密；将PLC接收站的站ID、第二PLC小区的GID和加密的数据发送到第一PLC小区的PLC CB。

Description

属于不同PLC小区的PLC站之间的数据通信方法及其设备
技术领域
本发明总体构思涉及一种电力线通信(PLC)系统，更具体地讲，涉及一种不同PLC小区之间的数据通信系统及其方法。
背景技术
电力线通信(PLC)方法是用于建立家庭网络的通信网络的多种方法之一。PLC技术使用房屋中现有的电力线。因此，与以太网不同，PLC网络不需要额外的布线工作，并可用在无线网络不能到达的地下室或遮蔽区域。
在PLC技术中，使用连接两个小区的小区桥(CB)。CB使两个小区之间能够通信。CB应当识别出将被链接的两个小区中的每一个的组标识(GID)和加密密钥。然而，在传统的使用PLC技术的数据通信方法中，管理员必须在CB中手动输入每个小区的GID和加密密钥。由于该传统方法不方便，所以需要一种自动进行该处理的新机制。
发明公开
技术方案
本发明总体构思提供一种数据通信的方法和设备，所述方法和设备使小区桥在不同PLC小区之间的数据通信中主动地管理关于小区的信息。
本发明总体构思还提供一种其上记录有执行数据通信方法的计算机程序的计算机可读记录介质。
有益效果
如果将根据本发明总体构思的实施例的数据传输方法用于不同小区之间的通信，则使用软件自动处理关于小区的信息(如，GID和加密密钥)。因此，管理员不需要手动输入信息，并且CB能主动处理信息，从而用户可更方便地执行小区之间的通信。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明总体构思的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：
图1示出根据本发明总体构思的实施例的由小区桥(CB)连接的两个电力线通信(PLC)小区；
图2示出应用了根据本发明总体构思的实施例的数据传输方法的PLC网络的拓扑的例子；
图3示出根据本发明总体构思的实施例的数据传输方法。
最佳方式
本发明总体构思的另外方面和优点将在下面的描述中部分地阐明，并且部分地根据描述是清楚的，或者通过本发明总体构思的实施可以被理解。
可通过提供一种将数据从第一小区的PLC发送站发送到第二小区的PLC接收站的电力线通信数据传输方法，来实现本发明总体构思的上述和/或其他方面和效用，所述方法包括：将PLC接收站的站ID发送到第一小区的小区桥；从第一小区的小区桥接收第二小区的组标识和加密密钥；使用第二小区的加密密钥对将被发送到第二小区的数据进行加密；将PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和加密的数据发送到第一小区的小区桥。
还可通过提供一种从第一电力线通信小区的第一小区桥发送数据的方法，来实现本发明总体构思的上述和/或其他方面和效用，所述方法包括：从包括第一小区桥的第一小区的PLC发送站接收属于第二电力线通信小区的PLC接收站的站ID；将第二小区的组标识和加密密钥发送到第一小区的PLC发送站；从PLC发送站接收PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和使用第二小区的加密密钥加密的数据；将PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和加密的数据发送到第二小区的第二小区桥。
还可通过提供一种将数据从第一小区的PLC发送站发送到第二小区的PLC接收站的电力线通信数据传输设备，来实现本发明总体构思的上述和/或其他方面和效用，所述设备包括：接收站ID发送单元，将PLC接收站的站ID发送到包括PLC发送站的第一小区的小区桥；接收小区信息接收单元，从第一小区的小区桥接收第二小区的组标识和加密密钥；数据加密单元，使用第二小区的加密密钥对将被发送到第二小区的数据进行加密；数据发送单元，将PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和加密的数据发送到第一小区的小区桥。
还可通过提供一种从第一电力线通信小区桥发送数据的设备，来实现本发明总体构思的上述和/或其他方面和效用，所述设备包括：接收站ID接收单元，从包括第一小区桥的第一电力线通信小区的PLC发送站接收属于第二电力线通信小区的PLC接收站的站ID；接收小区信息发送单元，将第二小区的组标识和加密密钥发送到PLC发送站；数据接收单元，从PLC发送站接收PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和使用第二小区的加密密钥加密的数据；数据发送单元，将PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和加密的数据发送到第二小区的第二电力线通信小区桥。
还可通过提供一种电力线通信传输小区，来实现本发明总体构思的上述和/或其他方面和效用，所述电力线通信传输小区包括：PLC站，包括将被发送到外部小区的数据；小区桥，自动公告电力线通信传输小区的组标识、加密的密钥和站列表，自动接收并存储外部小区的组标识、加密的密钥和站列表，并自动将数据从PLC站发送到外部小区。
还可通过提供一种电力线通信传输系统，来实现本发明总体构思的上述和/或其他方面和效用，所述电力线通信传输系统包括：第一小区，包括：第一小区桥，自动将第一小区的第一组标识和第一站列表公告给第一小区外的小区，并对第一小区的第一加密密钥进行加密并自动将其公告给第一小区外的小区；第二小区，包括：第二小区桥，自动将第二小区的第二组标识和第二站列表公告给第二小区外的小区，并对第二小区的第二加密密钥进行加密并自动将其公告给第二小区外的小区，其中，第一小区桥自动接收并存储由第二小区桥公告的第二小区的第二组标识、第二站列表和加密的第二加密密钥，第二小区桥自动接收并存储由第一小区桥公告的第一小区的第一组标识、第一站列表和加密的第一加密密钥。第一小区可包括：PLC接收站，使用第一小区桥自动接收从第二小区发送的数据；第二小区可包括：包括数据的PLC发送站，使用第一小区桥和第二小区桥自动将数据发送到PLC接收站。
还可通过提供一种在包括具有第一小区桥和第一PLC站的第一小区以及具有第二小区桥和第二PLC站的第二小区的电力线通信传输系统的小区之间自动进行通信的方法，来实现本发明总体构思的上述和/或其他方面和效用，所述方法包括：将包括第二PLC站的站ID的介质访问控制协议数据单元帧从第一PLC站发送到第一小区桥；将第二小区的组标识和加密密钥从第一小区桥发送到第一PLC站；将包括第二PLC站的站ID、第二小区的组标识和使用第二小区的加密密钥加密的数据的介质访问控制协议数据单元帧从第一PLC站发送到第一小区桥；通过第二小区桥将从第一小区桥接收的介质访问控制协议数据单元数据帧发送到第二PLC站；使用第二小区的加密密钥对在第二PLC站接收的加密的数据进行解密，以获得由第一PLC站发送的数据。
具体实施方式
现在将详细参考本发明总体构思的实施例，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明总体构思。
图1示出由小区桥(CB)连接的两个电力线通信(PLC)小区(小区#1和小区#2)。在PLC技术中，PLC传输单元(PTU)存在于每个家庭中。术语“家庭”指的是可布置电力线通信小区的住宅或住所(如房屋、公寓、联体别墅、独立洋房等)或任何具有办公室的建筑。每个PTU属于至少一个PLC小区。每个PLC小区具有唯一的组ID(GID)。逻辑上划分不同的小区，但不必物理上分开不同的小区。换言之，两个小区可存在于同一物理空间中并在逻辑上被分开。一个小区中的设备用该小区独有的加密密钥对数据进行加密。即使其他小区中的设备接收到该加密的数据，该设备也无法对加密的数据进行解密，除非该设备具有加密密钥。因此，通过使用这种加密密钥，在不同小区中的设备之间保护隐私。
CB(小区桥)是用于在不同小区之间进行通信的设备。在图1所示的实施例中，一个CB直接连接具有一个或多个设备S1-S11的小区#1和具有一个或多个设备S12-S20的小区#2。然而，一个小区桥(CB)可对应于一个小区，通过与各个小区对应的两个小区桥可执行小区之间的数据通信。
图1示出设备S7，所述设备S7属于小区#1并将数据发送到属于小区#2的设备S17。
管理员可在CB中手动输入小区#1的唯一的组ID(GID)和加密密钥以及小区#2的GID和加密密钥。该信息被存储在CB的路由表中。
设备S7使用小区#1的加密密钥对将被发送到S17的数据进行加密，然后设备S7将加密的数据发送到CB，所述加密的数据具有作为接收设备的地址的设备S17的地址。在接收到加密的数据之后，CB检查所述接收设备的地址(即，检查S17的地址)。
由于接收设备的地址是设备S17的地址，所以CB确定接收设备S17属于小区#2。通过使用小区#1的加密密钥，CB对加密的数据进行解密，然后使用小区#2的加密密钥对解密的数据重新进行加密。CB将小区#2的GID和加密密钥添加到加密的数据并将该数据发送到设备S17。
设备S17接收到数据，然后检查GID。由于GID是小区#2的GID，所以设备S17使用小区#2的加密密钥对数据进行解密。这样，设备S17可获得解密的数据。
在根据本实施例的数据通信方法中，提供了CB之间的协议，CB可通过该协议主动地管理关于小区的信息。
使用传统的技术，管理员手动输入关于小区的信息。传统的管理员手动输入关于小区的信息的方法至少具有以下的问题。手动输入关于许多设备的信息复杂和不便。此外，管理员必须预先知道小区的GID和加密密钥。随着将被管理的小区的数量的增加，逐步增加了管理员执行的工作量。此外，只有在选择了新的CB和设置了小区时才能应用该传统方法，如果CB已经被初始化，则不能应用该传统方法。
图2示出应用了根据本发明总体构思的实施例的数据传输方法的PLC网络的拓扑的例子。根据本实施例，多个CB中的每一个对应于不同的小区。CB1 14管理小区A10。CB2 18管理小区B12。图3示出根据本发明总体构思的实施例的数据传输方法。参照图2和图3，现在将对根据本发明总体构思的实施例的数据传输方法进行详细的解释。
图3示出作为属于小区A10的设备的PTU16将数据发送到作为属于小区B12的设备的PTU 20。PTU也可称为PLC站。发送数据的PLC站被称为PLC发送站，接收数据的PLC站被称为PLC接收站。
参照图3，在操作S100，PLC站B(PTU 20)将站ID(站ID_B)发送到作为小区B12的CB的CB2 18。
在操作S110，CB218存储PLC站B的站ID(站ID_B)。当设置CB或PLC站，或在小区中注册PLC站时，每个PLC站将相应的站ID发送到CB，并且CB存储该信息。属于同一小区的PLC站具有相同的GID。具有不同GID的PLC站不能直接执行彼此之间的数据通信。
在操作S120，CB2 18周期性地广播其所属的小区B12的GID，以及属于小区B12的站的列表。从一个小区的角度来看，其他小区被称为外部小区。将信息发送到许多未指定的外部小区被称为公告(advertisement)。通过公告，属于其他小区的CB接收关于小区B12的信息。
在操作S130，CB1 14接收并随后存储关于小区B12的信息，即，属于小区B12的站的列表和GID。
此外，在操作S140，CB2 18使用秘密密钥对其所属的小区B12的加密密钥(Enc_key_2)进行加密，将该加密的值公告给外部小区。在操作S150，CB1 14接收并随后存储加密的值E(Enc_key_2，秘密密钥)。
虽然未示出，但PLC站A16还将相应的站ID发送到CB1 14，CB1 14还将关于小区A 10的信息公告给外部小区。当PLC站A(PTU 16)将数据发送到PLC站B(PTU 20)时，执行下面的操作。在操作S160，PLC站A(PTU 16)将只填充有PLC站B的ID(站ID_B)的介质访问控制协议数据单元(MPDU)帧发送到CB 114。
在操作S170，CB1 14接收MPDU帧，并通过参照路由表确定MPDU帧的目的地是外部小区，并发送小区B2 12的GID(GID_2)和由秘密密钥加密的小区B12的加密密钥E(Enc_key_2，秘密密钥)。
在操作S180，PLC站A(PTU 16)用秘密密钥对加密的值E(Enc_key_2，秘密密钥)进行解密。
然后，在操作S190，PLC站A(PTU 16)将包括PLC站B的站ID(站ID_B)、小区B的GID(GID_2)和用小区B的加密密钥加密的数据E(数据，Enc_key_2)的MPDU数据帧(D.F)发送到CB114。
在操作S200，CB1 14将接收的MPDU数据帧(D.F)发送到CB218。在操作S210，CB2 18将接收的MPDU数据帧(D.F)发送到PLC站B20。在操作S220，通过用小区B12的加密密钥对加密的数据进行解密，PLC站B20可获得由PLC站A16发送的数据。
本发明总体构思还可实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。所述计算机可读记录介质为任何可存储其后能由计算机系统读取的数据的数据存储装置。所述计算机可读记录介质的例子包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置。
虽然已表示和描述了本发明总体构思的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明总体构思的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (24)

1、一种将数据从第一小区的PLC发送站发送到第二小区的PLC接收站的电力线通信数据传输方法，所述方法包括：
将PLC接收站的站ID发送到第一小区的小区桥；
从第一小区的小区桥接收第二小区的组标识和加密密钥；
使用第二小区的加密密钥对将被发送到第二小区的数据进行加密；
将PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和加密的数据发送到第一小区的小区桥。
2、如权利要求1所述的方法，其中，第二小区的加密密钥是用秘密密钥加密的。
3、如权利要求2所述的方法，还包括：
对用秘密密钥加密的加密密钥进行解密。
4、如权利要求1所述的方法，还包括：
将PLC发送站的站ID发送到第一小区的小区桥。
5、一种从第一电力线通信小区的第一小区桥发送数据的方法，所述方法包括：
从包括第一小区桥的第一小区的PLC发送站接收属于第二电力线通信小区的PLC接收站的站ID；
将第二小区的组标识和加密密钥发送到第一小区的PLC发送站；
从PLC发送站接收PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和使用第二小区的加密密钥加密的数据；
将PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和加密的数据发送到第二小区的第二小区桥。
6、如权利要求5所述的方法，其中，第二小区的加密密钥是用秘密密钥加密的。
7、如权利要求5所述的方法，还包括：
从第一小区的PLC站接收所述站ID；
存储从第一小区接收的站ID；
将第一小区的组标识和第一小区的存储的站ID列表发送到外部电力线通信小区。
8、如权利要求5所述的方法，还包括：
从外部小区的小区桥接收外部电力线通信小区的组标识和属于外部小区的站的站ID列表；
存储接收的外部小区的组标识和属于外部小区的站的站ID列表。
9、如权利要求5所述的方法，其中，第一小区桥和第二小区桥的每一个位于连接家庭的内部电力线和外部电力线的配电盘内。
10、一种将数据从第一小区的PLC发送站发送到第二小区的PLC接收站的电力线通信数据传输设备，所述设备包括：
接收站ID发送单元，将PLC接收站的站ID发送到包括PLC发送站的第一小区的小区桥；
接收小区信息接收单元，从第一小区的小区桥接收第二小区的组标识和加密密钥；
数据加密单元，使用第二小区的加密密钥对将被发送到第二小区的数据进行加密；
数据发送单元，将PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和加密的数据发送到第一小区的小区桥。
11、如权利要求10所述的设备，其中，第二小区的加密密钥是用秘密密钥加密的。
12、如权利要求11所述的设备，还包括：
加密密钥解密单元，对用秘密密钥加密的加密密钥进行解密。
13、如权利要求10所述的设备，还包括：
发送站ID发送单元，将PLC发送站的站ID发送到第一小区的小区桥。
14、一种从第一电力线通信小区桥发送数据的设备，所述设备包括：
接收站ID接收单元，从包括第一小区桥的第一电力线通信小区的PLC发送站接收属于第二电力线通信小区的PLC接收站的站ID；
接收小区信息发送单元，将第二小区的组标识和加密密钥发送到PLC发送站；
数据接收单元，从PLC发送站接收PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和使用第二小区的加密密钥加密的数据；
数据发送单元，将PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和加密的数据发送到第二小区的第二电力线通信小区桥。
15、如权利要求14所述的设备，其中，第二小区的加密密钥是用秘密密钥加密的。
16、如权利要求14所述的设备，还包括：
站ID接收单元，从第一电力线通信小区桥所属的第一小区的PLC站来接收站ID；
站ID存储单元，存储所述站ID；
小区信息发送单元，将第一小区的组标识和存储的站ID列表发送到外部电力线通信小区。
17、如权利要求14所述的设备，还包括：
外部小区信息接收单元，从外部小区的小区桥接收外部电力线通信小区的组标识和属于外部小区的站的站ID列表；
外部小区信息存储单元，存储接收的外部小区的组标识和属于外部小区的站的站ID列表。
18、如权利要求14所述的设备，其中，第一电力线通信小区桥和第二电力线通信小区桥的每一个位于连接家庭的内部电力线和外部电力线的配电盘内。
19、一种其上记录有执行一种方法的计算机程序的计算机可读记录介质，所述方法包括：
将属于第二电力线通信小区的PLC接收站的站ID发送到包括PLC发送站的第一电力线通信小区的第一电力线通信小区桥；
从第一小区桥接收第二小区的组标识和加密密钥；
使用第二小区的加密密钥对将被发送的数据进行加密；
将PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和加密的数据发送到第一小区桥。
20、一种其上记录有执行一种方法的计算机程序的计算机可读记录介质，所述方法包括：
从第一电力线通信小区桥所属的第一电力线通信小区的PLC发送站接收属于第二电力线通信小区的PLC接收站的站ID；
将第二小区的组标识和加密密钥发送到PLC发送站；
从PLC发送站接收PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和使用第二小区的加密密钥加密的数据；
将PLC接收站的站ID、第二小区的组标识和加密的数据发送到第二小区的第二电力线通信小区桥。
21、一种电力线通信传输小区，包括：
PLC站，包括将被发送到外部小区的数据；
小区桥，自动公告电力线通信传输小区的组标识、加密的密钥和站列表，自动接收并存储外部小区的组标识、加密的密钥和站列表，并自动将数据从PLC站发送到外部小区。
22、一种电力线通信传输系统，包括：
第一小区，包括：第一小区桥，自动将第一小区的第一组标识和第一站列表公告给第一小区外的小区，并对第一小区的第一加密密钥进行加密并自动将其公告给第一小区外的小区；
第二小区，包括：第二小区桥，自动将第二小区的第二组标识和第二站列表公告给第二小区外的小区，并对第二小区的第二加密密钥进行加密并自动将其公告给第二小区外的小区，
其中，第一小区桥自动接收并存储由第二小区桥公告的第二小区的第二组标识、第二站列表和加密的第二加密密钥，第二小区桥自动接收并存储由第一小区桥公告的第一小区的第一组标识、第一站列表和加密的第一加密密钥。
23、如权利要求22所述的系统，其中：
第一小区包括：PLC接收站，使用第一小区桥自动接收从第二小区发送的数据；
第二小区包括：包括数据的PLC发送站，使用第一小区桥和第二小区桥自动将数据发送到PLC接收站。
24、一种在包括具有第一小区桥和第一PLC站的第一小区以及具有第二小区桥和第二PLC站的第二小区的电力线通信传输系统的小区之间自动进行通信的方法，所述方法包括：
将包括第二PLC站的站ID的介质访问控制协议数据单元帧从第一PLC站发送到第一小区桥；
将第二小区的组标识和加密密钥从第一小区桥发送到第一PLC站；
将包括第二PLC站的站ID、第二小区的组标识和使用第二小区的加密密钥加密的数据的介质访问控制协议数据单元帧从第一PLC站发送到第一小区桥；
通过第二小区桥将从第一小区桥接收的介质访问控制协议数据单元数据帧发送到第二PLC站；
使用第二小区的加密密钥对在第二PLC站接收的加密的数据进行解密，以获得由第一PLC站发送的数据。
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