CN108712194A - 一种基于光纤和电力线的通讯编码系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于光纤和电力线的通讯编码系统及方法，通讯编码系统包括输入接口模块、处理模块、供电模块、输出接口模块，以及电力线载波接口设备和用户端；输入接口模块接收光纤和电力线分别传输的光纤信号和电流信号，并将光纤信号和电流信号发送到处理模块；处理模块分别对光纤信号和电流信号进行处理，并将处理后的光纤信号转换为电信号，对电信号进行分层次多次编码后加载到电力线上；输出接口模块将处理后的光纤信号和电流信号通过外部电力线载波接口传输到电力线载波接口设备；电力线载波接口设备将处理后的光纤信号和电流信号传输到用户端。本发明采用分层次多次编码的组网技术，解决了广播风暴，实现了高速宽带下用户上网互不干扰。

Description

一种基于光纤和电力线的通讯编码系统及方法

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种基于光纤和电力线的通讯编码系统及方法。

背景技术

近年来，光纤与电力线相结合的电力载波技术成为了全新的网络接入技术，其优势和特点是：1)以电力线为载体，提供了高速宽带“最后100米”的最佳入户解决方案，PLC可以传输各种数据、语音图像等，普遍适用于居民小区、机关、学校等场所的组网和高速上网。光电宽带具有灵活，使用方便的特点。用户在室内任何有电源插座的插口接入PLC设备，将可享受高速网络接入、浏览网页、拨打VOIP电话和通过电视观看在线电视电影等，从而实现数据、语音、视频的“多网合一”。2)在室内组网方面，计算机、打印机、各种家居智能控制设备都可借助电力线和室内任一电源插座组成局域网，从而实现光纤宽带的接入和室内多网合一。3)不穿墙，不打通洞，保持了室内的完美装修。4)应用领域非常广泛，对运营商、房地产开发商、充电桩企业、船舶运输业、小区监控、宾馆酒店、教育业、农业等各领域均有广阔的应用领域。

但经过实践，发现不论是居民楼还是商场、宾馆、写字楼等，由于我国电力系统布线存在零线共用的问题，造成光纤与电力线相结合的电力载波技术在高速宽带(20M以上)下，用户上网出现了互相争抢带宽的问题，从而造成广播风暴现象普遍发生。广播风暴不但存在于电力载波技术上，而且目前四大运营商的GPON光纤入户技术也同样存在广播风暴的困扰，此弊端一直是通讯行业的一个技术难题，一直困扰着运营商和广大网络用户。

发明内容

经本发明的发明人研究发现，将光纤信号与电力载波相结合，采用在用户电表的空气开关接入的光口电力网桥技术；光口电力网桥技术中的电感式直流回路和磁环耦合器存在着电流回路，进而造成用户间互相抢带宽的问题，在高速宽带(20M以上)下用户上网会互相争抢带宽并互相干扰，且在GPON光纤入户技术中也存在上述难题。

本发明所要解决的技术问题是，针对上述缺点，提供一种基于光纤和电力线的通讯编码系统及方法，通过采取分层次多次编码的组网技术，有效解决了广播风暴，实现了高速宽带下用户上网互不干扰，实现了电力系统电表前后产权的明确划分，并有效隔离了电脑病毒的蔓延，实现了用户使用高带宽的正常使用和管理。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，包括：输入接口模块、处理模块、供电模块、输出接口模块，以及电力线载波接口设备和用户终端；

所述输入接口模块通过电力线接收光纤和电力线分别传输的光纤信号和电流信号，并将所述光纤信号和所述电流信号发送到所述处理模块；

所述处理模块分别对所述光纤信号和所述电流信号进行处理，得到不具有电流回路的电流信号，使光纤信号不受其干扰，并将处理后的光纤信号转换为电信号，对所述电信号进行分层次多次编码后加载到电力线上；

所述供电模块为处理模块供电；

所述输出接口模块将处理后的所述光纤信号和所述电流信号通过外部电力线载波接口传输到所述电力线载波接口设备；

所述电力线载波接口设备通过电力线将处理后的所述光纤信号和所述电流信号传输到所述用户端，以便所述用户端对所述光纤信号转换成的电信号进行分层次多次编解码。

本发明的有益效果是：通过采取分层次多次编码的组网技术，解决了电力载波技术中存在的广播风暴问题，实现了高速宽带下(20M以上)用户上网互不干扰，实现了电力系统电表前后产权的明确划分，并有效隔离了电脑病毒的蔓延，实现了用户使用高带宽的正常使用和管理，从而避免了广播风暴的发生。本发明技术方案还解决了电流回路问题。

在上述技术方案的基础上，本发明做出如下改进。

进一步，所述输入接口模块通过电力线连接到用户电表输出端的空开火零线。

采用上述进一步方案的有益效果是，由于国家现有法律规定，对于电表的产权归属，在入户电表前归电力系统，在入户电表后归用户，如果电力载波在用户电表前接入，不能有效划分和管理，可能会成为小区共享的宽带并造成通讯信号的干扰，也可能会造成病毒在整个网络的无序蔓延和传染，鉴于考虑到在用户电表前后的产权划分可能造成的制约光转电以电力线作为载体的电力载波技术的发展瓶颈，因此本发明提供的通讯编码系统的接入口与用户电表后的空气开关火零线相接。因为电流具有连续性，因而可以假设在每一个回路中分别存在一个比和流动的电流，这就是回路电流。

进一步，所述输出接口模块点对点的连接到所述外部电力线载波接口。

采用上述进一步方案的有益效果是，借助在用户电表后光纤与电力线相结合的点对点式电力载波装置，采用分层次多次编码的组网技术，突破了用户在高宽带(20M)上网时互抢带宽的技术瓶颈，适合高速宽带数据传输。

进一步，所述处理模块采用FTTH光纤到户的方式接收光纤信号。

进一步，所述处理模块包括：分别与数据转换器连接的OLT光线路终端、ONU光网络单元和DED载波板，所述数据转换器与所述输入接口模块相连接；

所述OLT光线路终端向所述ONU光网络单元以广播形式发送光纤信号；

所述ONU光网络单元接收所述光纤信号，并将光纤信号发送到所述数据转换器；

所述数据转换器将所述光纤信号进行处理，得到不受干扰的光纤信号，并将处理后的所述光纤信号转换为电信号；

所述DED载波板将所述电信号进行分层次多次编码后加载到电力线上。

进一步，所述数据转换器对输入的光纤信号进行二次编码，得到不受干扰的光纤信号。

采用上述进一步方案的有益效果是，对输入的光纤信号进行二次编码可以得到不受干扰的光纤信号，从而在用户上网高峰期不会出现争抢带宽导致网速下降以及互相干扰等不良的用户体验。

进一步，还包括强弱电结合模块，所述强弱电结合模块设置在输入光接口模块和处理模块之间，用于将输入的强电和弱电结合并兼容。

采用上述进一步方案的有益效果是，将强电与弱电从物理硬件方面有效隔离，有效的保证了用户设备的安全。光转电低压载波技术是在电力线50赫兹以下频率，保证了在用电高峰期互联网信号稳定传输，保证了用户高速上网。

进一步，还包括防雷装置，所述防雷装置用于防止雷电侵入波对所述通讯编码系统中的设备和各个模块造成危害。

进一步，所述供电模块包括POE供电模块或直流供电模块，其中，

所述POE供电模块用于为所述处理模块提供直流供电的同时传输光纤信号；

所述直流供电模块用于为所述处理模块提供直流供电。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于光纤和电力线的通讯编码方法，具体包括以下步骤：

步骤1：通过电力线接收光纤信号和电力线分别传输的光纤信号和电流信号；

步骤2：分别对所述光纤信号和所述电流信号进行处理，得到不具有电流回路的电流信号，使光纤信号不受其干扰，并将处理后的光纤信号转换为电信号，对所述电信号进行分层次多次编码后加载到电力线上；

步骤3：将处理后的所述光纤信号和所述电流信号通过外部电力线载波接口传输到电力线载波接口设备；

步骤4：电力线载波接口设备通过电力线将处理后的所述光纤信号和所述电流信号传输到用户端，以便所述用户端对所述光纤信号转换成的电信号进行分层次多次编解码。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统的结构框图；

图2为本发明实施例所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码方法的示意性流程图；

图3为本发明另一实施例所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统的结构框图；

图4为本发明另一实施例所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统的结构框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、输入接口模块，2、处理模块，3、供电模块，4、输出接口模块，5、强弱电结合模块，6、防雷装置，31、POE供电装置，32、直流电供电装置，7、电力线载波接口设备，8、用户端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明实施例1提供的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，包括输入接口模块1、处理模块2、供电模块3、输出接口模块4，以及电力线载波接口设备7和用户端8。

输入接口模块1通过电力线接收光纤和电力线分别传输的光纤信号和电流信号，并将光纤信号和电流信号发送到处理模块2。处理模块2分别对光纤信号和电流信号进行处理，得到不具有电流回路的电流信号，使光纤信号不受其干扰，并将处理后的光纤信号转换为电信号，对电信号进行分层次多次编码后加载到电力线上。供电模块3为处理模块2供电。输出接口模块4将处理后的光纤信号和电流信号通过外部电力线载波接口传输到电力线载波接口设备7。电力线载波接口设备7通过电力线将处理后的光纤信号和电流信号传输到用户端8，以便用户端8对光纤信号转换成的电信号进行分层次多次编解码。

本发明实施例2所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，在实施例1的基础上，输入接口模块1通过电力线连接到用户电表输出端的空开火零线。

本发明实施例3所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，在实施例1或2的基础上，处理模块2采用FTTH光纤到户的方式接收光纤信号。

本发明实施例4所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，在上述实施例1-3中任一实施例的基础上，输出接口模块4点对点的连接到外部电力线载波接口。

本发明实施例5所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，在上述实施例1-4中任一实施例的基础上，处理模块2包括：分别与数据转换器连接的OLT光线路终端、ONU光网络单元和DED载波板，数据转换器与输入接口模块相连接。OLT光线路终端向ONU光网络单元以广播形式发送光纤信号；ONU光网络单元接收光纤信号，并将光纤信号发送到数据转换器；数据转换器将光纤信号进行处理，得到不受干扰的光纤信号，并将处理后的光纤信号转换为电信号；DED载波板将电信号进行分层次多次编码后加载到电力线上。

本发明实施例6所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，在上述实施例1-5中任一实施例的基础上，数据转换器对输入的光纤信号进行二次编码，得到不受干扰的光纤信号。

本发明实施例7所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，在上述实施例1-6中任一实施例的基础上，还包括强弱电结合模块5。强弱电结合模块5设置在输入接口模块1和处理模块2之间，用于将输入的强电和弱电结合并兼容。

本发明实施例8所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，在上述实施例1-7中任一实施例的基础上，还包括防雷装置6。防雷装置用于防止雷电侵入波对该通讯系统中的设备和各个模块造成危害。

本发明实施例9所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，在上述实施例1-8中任一实施例的基础上，供电模块3包括POE供电模块31或直流供电模块32。POE供电模块31用于为处理模块2提供直流供电的同时，进行传输光纤信号。直流供电模块32用于为处理模块2提供直流供电。

如图2所示，为本发明实施例1提供的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统所对应一种基于光纤和电力线的通讯编码方法，具体包括以下步骤：

步骤1：通过电力线接收光纤信号和电力线分别传输的光纤信号和电流信号。

步骤2：分别对光纤信号和电流信号进行处理，得到不具有电流回路的电流信号，使光纤信号不受其干扰，并将处理后的光纤信号转换为电信号，对电信号进行分层次多次编码后加载到电力线上。

步骤3：将处理后的光纤信号和电流信号通过外部电力线载波接口传输到电力线载波接口设备。

步骤4：电力线载波接口设备通过电力线将处理后的光纤信号和电流信号传输到用户端，以便用户端对光纤信号转换成的电信号进行分层次多次编码。

具体在该实施例中，步骤2中处理后的电流不具有电流回路，不会对用户的任何电器造成损坏和干扰，对光纤信号和PLC电力载波技术进行整合，整合后所提供的局端和用户端设备在停电后重新供电时不会产生电流回路。

另外，步骤2中可以根据编码组成规则对电信号进行分层次多次编码，且在编码过程中严禁用手工输入方式进行编码。另外，还可以对用户基础信息的采集也与编码一样采取复制粘贴形式完成，建立用户档案。

作为本发明的具体示例1，如图3所示，本发明所提供的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，包括电源装置(为本发明系统中的供电模块)3、输入接口(为本发明系统中输入接口模块)1和输出接口(为本发明系统中输出接口模块)4和PLC载波板。在电力线宽带通信的高频信号经过电表等计量设备时，会产生严重的衰减，本发明使用的一种基于光纤和电力线的通讯方法，通过多层次多次编码技术，克服了网桥之间造成的电流回路，实现了高速宽带下用户上网互不干扰。将该装置接入用户表后空开的火零线，FTTH、OLT、ONU和DED载波板通过数据转换器输出到点对点电力载波装置连接用户表后空气开关的火、零线，以太网或光纤信号经调制后发送到输出接口上，输出接口连接至电力载波板接口，满足不同用户需求。

如图4所示，本发明所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，还包括强弱电结合模块5和防雷装置6。强弱电结合模块5使得用户端在用电高峰期上网不受电压波动影响，安全稳定；防雷装置6使得设备在恶劣的高温天气和强风暴雨气候时，运行稳定。

作为本发明的具体示例2，该通讯编码系统由设置在直流板上的第一直流线圈，第二直流线圈替换，直流板上设置第一直流线圈，第二直流线圈组成。输入接口连接至电表空开，利用输入接口接入以太网或光纤信号，将以太网或光纤信号接入FTTH，OLT，ONU和DED载波板。FTTH，OLT，ONU和DED载波板通过数据转换器连接直流板线圈，OEO和DED载波板使用OFDM正交频分复用技术，将以太网或光纤信号通过调制解调以载波的形式接入直流板的第一直流线圈。直流板是将FTTH，OLT，ONU和DED载波板调制的载波信号通过FTTH，OLT，ONU和DED信号线以直流的方式和电力线载波接口设备直流在一起，光纤信号通过PLC电力载波板 将调制后的光纤信号加载到电力线上，通过第二直流线圈发送调制后的光纤信号到输出接口连接的电力线载波接口器，实现载波信号与电力线的交直流转换，将光口电力网桥接入用户空开火零线上。

本发明所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，即用户电表后光纤与电力线相结合的点对点式电力载波装置还包括强弱电结合模块5和防雷装置6，强弱电结合模块5使得用户端在用电高峰期上网不受电压波动影响，安全稳定；防雷装置6使得设备在恶劣的高温天气和强风暴雨气候时，运行稳定。

本发明所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，可以在三相电上用户电表后接入电力网桥技术1的电源规格为100V-240VAC 60/50Hz，调制技术为OFDM技术。运用了128-bitAES加密技术，让资料传输自动加密保护。该电力装置模块为自适应产品，使用时随插即用，实现电力载波信号互通。

本发明不但可以解决电力载波技术中存在的广播风暴问题，同时也可以解决GPON光纤入户技术中存在的广播风暴问题。不但可以用于普通的互联网上网，而且可用于承载语音、数据、视频图像、可视电话、IPTV、VOIP、摄像监控、家庭智能中心等多种用途。在对运营商、房地产开发商、充电桩企业、船舶运输业、小区监控、宾馆酒店、教育业、农业等各行业均有广阔的应用领域。

应用本发明时，把网络线与光口网络相结合，插入本发明的光口输入接口和输出接口，接通电源后，即可使用，可以达到良好的传输效果。

本发明传输最大速率100Mbps以上，传输距离建议在1000米以内。

任何企业和个人通过不劳而获剽窃该技术发明均属本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，其特征在于，包括：输入接口模块、处理模块、供电模块、输出接口模块，以及电力线载波接口设备和用户端；

所述输入接口模块通过电力线接收光纤和电力线分别传输的光纤信号和电流信号，并将所述光纤信号和所述电流信号发送到所述处理模块；

所述处理模块分别对所述光纤信号和所述电流信号进行处理，得到不具有电流回路的电流信号，使光纤信号不受其干扰，并将处理后的光纤信号加载在电流上转换为电信号，对所述电信号进行分层次多次编码后加载到电力线上；

所述供电模块为处理模块供电；

所述输出接口模块将处理后的所述光纤信号和所述电流信号通过外部电力线载波接口传输到所述电力线载波接口设备；

所述电力线载波接口设备通过电力线将处理后的所述光纤信号和所述电流信号传输到所述用户端，以便所述用户端对所述光纤信号转换成的电信号进行分层次多次编解码。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，其特征在于，所述输入接口模块通过电力线连接到用户电表输出端的空开火零线。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，其特征在于，所述输出接口模块点对点的连接到所述外部电力线载波接口。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，其特征在于，所述处理模块采用FTTH光纤到户的方式接收光纤信号。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，其特征在于，所述处理模块包括：分别与数据转换器连接的OLT光线路终端、ONU光网络单元和DED载波板，所述数据转换器与所述输入接口模块相连接；

所述OLT光线路终端向所述ONU光网络单元以广播形式发送光纤信号；

所述ONU光网络单元接收所述光纤信号，并将光纤信号发送到所述数据转换器；

所述数据转换器将所述光纤信号进行处理，得到不受干扰的光纤信号，并将处理后的所述光纤信号转换为电信号；

所述DED载波板将所述电信号进行分层次多次编码后加载到电力线上。

6.根据权利要求5所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，其特征在于，所述数据转换器对输入的光纤信号进行二次编码，得到不受干扰的电信号。

7.根据权利要求5所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，其特征在于，还包括：强弱电结合模块，所述强弱电结合模块设置在输入光接口模块和处理模块之间，用于将输入的强电和弱电结合并兼容。

8.根据权利要求5所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，其特征在于，还包括：防雷装置，所述防雷装置用于防止雷电侵入波对所述通讯系统中的设备和各个模块造成危害。

9.根据权利要求5所述的一种基于光纤和电力线的通讯编码系统，其特征在于，所述供电模块包括：POE供电模块或直流供电模块，其中，

所述POE供电模块用于为所述处理模块提供直流供电的同时传输光纤信号；

所述直流供电模块用于为所述处理模块提供直流供电。

10.一种基于光纤和电力线的通讯编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过电力线接收光纤信号和电力线分别传输的光纤信号和电流信号；

步骤2：分别对所述光纤信号和所述电流信号进行处理，得到不具有电流回路的电流信号，使光纤信号不受其干扰，并将处理后的光纤信号转换为电信号，对所述电信号进行分层次多次编码后加载到电力线上；

步骤3：将处理后的所述光纤信号和所述电流信号通过外部电力线载波接口传输到电力线载波接口设备；

步骤4：电力线载波接口设备通过电力线将处理后的所述光纤信号和所述电流信号传输到用户端，以便所述用户端对所述光纤信号转换成的电信号进行分层次多次编解码。