[发明专利]用于电力线通信网络的先进交换节点选择

说明书

技术领域

本发明总体涉及电力线通信网络，并且更具体地涉及将终端节点提升到交换节点。

背景技术

电力线通信或电力线载体（PLC）是用于在也用于电力传输的导体上承载数据的系统。范围从家庭自动化到互联网接入的不同应用都需要宽范围的电力线通信技术。

电力使用高压传输线经过长距离传输，经由中等电压配电，并且在较低电压下在建筑物内使用。因此，电网允许经过长距离的相对低成本通信。全双工和半双工系统（单路和双路系统）已为了例如自动远程仪表读数等目的成功使用数十年。

电力线通信系统通过在布线系统上施加调制载波信号来进行操作。不同类型的电力线通信使用不同的频段，这取决于所使用的电力布线的信号传输特性。由于配电系统初始意图用于在50Hz或60Hz的典型频率下传输AC电力，因此电力线路仅具有有限的承载较高频率的能力。传播问题是每种类型的电力线通信的限制因素。数据速率和距离限制在许多电力线通信标准上广泛变化。在高压传输线上施加的低频（约100-200kHz）载波可以用每秒几百比特的等效数据速率承载一个或两个模拟语音电路或遥测和控制电路；然而这些电路可能是许多英里长。更高的数据速率一般意味着更短的范围；以每秒数百万比特的速率操作的局域网可能仅覆盖办公大楼的一层，但消除了对安装专用网络电缆的需求。

窄带电力线通信在电力供应变得广泛之后不久开始。在1922年左右第一个载频系统开始为遥测目的以15到500kHz的频率经由高压线进行操作，并且这继续发展。消费类产品例如婴儿报警器已至少自从1940年可用。在1930年代，脉动载波信令被引入到中等电压（10-20kV）和低电压（240/415V）配电系统上。多年来，继续针对适用于例如远程仪表读数等应用的低成本双向技术进行研究。EDF（法国电力）将被称为“扩展频移键控”或S-FSK的系统原型化并标准化（见于IEC61334）。该系统现在是有长期历史的简单低成本系统。然而，其具有在每秒200和800比特之间的非常低的传输速率。在1970年代，东京电力公司进行了试验，该试验报导了具有几百个单元的成功的双向操作。自从1980年代中期以来，已出现对使用数字通信技术和数字信号处理的潜在性的高涨兴趣。驱动力是产生足够便宜以便于广泛安装并且能够用无线解决方案进行成本有效地竞争的可靠系统。

干线通信的应用变化巨大，因为可以预期到如此广泛可用的媒介。窄带电力线通信的一个自然应用是电气设备例如计量表、开关、加热器和家用电气的控制和遥测。数个有效的发展从系统的视角考虑了这样的应用，例如需求侧管理，其中家用电气将智能地协调它们的资源使用，例如限制峰值负载。控制和遥测应用包括涉及属于公共设施公司的设备直到家庭计量表的“公共设施侧”应用以及涉及在消费者的房屋中的设备的“消费者侧”应用。可能的公共设施侧应用包括自动计量表读数（AMR）、动态收费控制、负载管理、负载分布记录、信贷控制、预付款、远程连接、诈骗检测和网络管理，并且可以延伸到包括煤气和水。法国EDF的一个项目包括需求管理、街道照明控制、远程计量和记账、消费者专用收费最优化、合同管理、费用估计和煤气应用安全性。也存在在家里使用市电供电作为用于遥测的常规数据链路的许多专用壁橱应用。例如在英国和欧洲，电视观众监控系统在家里不同房间中监控电视观看活动的装置和连接到电话调制解调器的数据集中器之间使用电力线通信作为常规数据路径。