CN105656556A - 一种将光纤信号转换为电力载波的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将光纤通信转换为电力载波的系统及方法，其中系统包括输入光接口模块、处理模块、输出PLC电力接口模块和供电模块；所述输入光接口模块接收光纤信号和电流，并将光纤信号和电流发送到处理模块；所述处理模块用于分别对光纤信号和电流进行处理，得到不具有回路的电流，并光纤信号转换为电信号；所述输出PLC电力接口模块将处理后的光纤信号和电流传输到外部电力线载波设备；所述供电模块为处理模块供电。本发明在用户互不干扰的情况下，将光纤信号转换成1G高速带宽电力载波。还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管理。

Description

一种将光纤信号转换为电力载波的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种将光纤通信转换为电力载波的系统及方法。

背景技术

传统互联网在接入用户端时采用LAN或ADSL的接入方式，具有诸多缺点。采用LAN的接入方式，其运营商施工成本高，工期长，客户端上网位置不灵活。采用ADSL的接入方式，其运营商的施工成本高，施工周期长，而且资费高，网速受气候的影响，客户端上网位置不灵活。

近年来，发明了一种可以在用户电表后空气开关的火、零线接入的自有发明的光口电力载波技术，实现了在用户电表后接入的电力载波技术，实现了电力系统电表前后产权的明确划分，实现用户使用宽带的正常管理，为中国主导运营商解决了光纤宽带接入“最后100米”的入户难的课题。

发明内容

经研究发现，将光纤转换成1G高速带宽电力载波技术中，采用在用户电表后空气开关接入的光口电力网桥技术；光口电力局端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，从而造成用户间互相抢带宽的问题，在高速宽带(20M以上)下用户上网会互相干扰。

本发明所要解决的技术问题是，针对上述缺点，提供一种实现光纤转换成1G高速带宽电力载波,且用户上网互不干扰将光纤通信转换为电力载波的方法及系统。突破了原来的一种可以在用户电表后接入的光口电力网桥技术中存在的弊端，即采用的电感式直流回路和磁环耦合器解决了存在电流回路的问题，突破了用户在1G高速宽带上网时互抢带宽的技术瓶颈，适合高速宽带数据传输的一种可以在用户电表后光纤转换成1G高速带宽电力载波装置技术。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种将光纤通信转换为电力载波的系统，包括输入光接口模块、处理模块、输出PLC电力接口模块和供电模块；

所述输入光接口模块接收光纤信号和电流，并将光纤信号和电流信号发送到处理模块；

所述处理模块用于分别对光纤信号和电流信号进行处理，得到不具有回路的电流信号，使光纤信号不受其他干扰；并将处理后的光纤信号转换为电信号，将电信号加载到电力线上；

所述输出PLC电力接口模块将处理后的电信号和电流信号传输到外部电力线载波设备；

所述供电模块为处理模块供电。

本发明的有益效果是：在用户互不干扰的情况下，实现了将光纤信号转换成1G高速带宽电力载波使用户上网问题。该发明技术同时还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管理。特点是不穿墙，不破坏建筑结构，不破坏家庭装修，保持了建筑结构和室内装修的完美性，堪称“宽带奇葩”。本发明有效解决了电流回路问题，解决了1G带宽用户之间互相干扰抢带宽的问题。本发明技术是一次互联网通信接入技术的巨大发明与创新，解决了中国主导运营商在国务院提出的高带宽要求下“最后100米”入户难的技术瓶颈，为国家节约了大量的资源，绿色环保，符合了国务院提出的建设节约型社会的理念，满足了国家提出的加大信息基础设施建设、提高网络带宽的战略要求。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

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，所述输入光接口模块与用户电表输出端的空开火零线通过电力线相连接；所述输入光接口模块通过光纤接收光纤信号，所述输入光接口模块通过电力线接收电流信号。

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力表前接入，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，因此本发明所述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，所述处理模块包括OLT光线路终端、ONU光网络单元、DED载波板和数据转换器；

所述OLT光线路终端向所述ONU光网络单元以广播方式发送光纤信号；控制ONU发送光纤信号的起始时间和发送窗口大小；

所述ONU光网络单元接收OLT光线路终端广播发送的光纤信号，按照OLT光线路终端的控制将光纤信号发送到数据转换器；

所述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；

所述DED载波板将电信号编码加载到电力线上。

进一步，所述数据转换器通过对输入的光纤信号进行加密和多次编码，得到不受干扰的电信号。

进一步，所述输出PLC电力接口模块通过电力线与外部电力线载波设备相连接。

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。

进一步，还包括防雷装置和平衡电压波动装置；

所述防雷装置用于防止雷电侵入波对系统中的设备模块造成危害；

所述平衡电压波动装置用于平衡系统内的电压。

采用上述进一步方案的有益效果是，采用防雷装置和平衡电压波动装置，使系统中的电压不会出现波动过剧的情况，保护了系统中的装置。

进一步，所述供电模块包括POE供电模块或直流供电模块；

所述POE供电模块用于为处理模块提供直流供电的同时，进行传输光纤信号；

所述直流供电模块用于为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：一种将光纤通信转换为电力载波的方法，具体包括以下步骤：

步骤1：接收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，得到不具有回路的电流信号，使光纤信号不受其他干扰；并将处理后的光纤信号转换为电信号，将电信号加载到电力线上；

步骤3：将处理后的光纤信号和电流信号传输到外部电力线载波设备。

本发明考虑到现有技术的研究成果是使用PLC(PowerLineCommunication)电力载波技术。

附图说明

图1为本发明实施例1所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统结构框图；

图2为本发明实施例1所述的一种将光纤通信转换为电力载波的方法流程图；

图3为本发明实施例所述的一种将光纤通信转换为电力载波装置结构框图；

图4为本发明具体示例所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统结构框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、输入光接口模块，2、处理模块，3、输出PLC电力接口模块，4、供电模块，5、强弱电结合模块，6、防雷装置，7、平衡电压波动装置。

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所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，包括输入光接口模块1、处理模块2、输出PLC电力接口模块3和供电模块4；所述输入光接口模块1接收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；所述处理模块2用于分别对光纤信号和电流信号进行处理，得到不具有回路的电流信号，使光纤信号不受其他干扰；并将处理后的光纤信号转换为电信号(LAN信号)，将电信号加载到电力线上；所述输出PLC电力接口模块3将处理后的电信号和电流信号传输到外部电力线载波设备；所述供电模块4为处理模块2供电。

本发明实施例2所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，在实施例1的基础上，所述处理模块采用FTTH光纤到户的方式接收光纤信号。

本发明实施例3所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，在实施例1或2的基础上，所述输入光接口模块1与用户电表输出端的空开火零线通过电力线相连接；所述输入光接口模块通过光纤接收光纤信号，所述输入光接口模块通过电力线接收电流信号。

本发明实施例4所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，在实施例1-3任一项的基础上，所述处理模块2包括OLT光线路终端、ONU光网络单元、DED载波板和数据转换器；所述处理模块将光信号转换为电信号的技术已通过国家输配电新技术安全监测中心出具的权威性报告(见附件)。

所述OLT光线路终端向所述ONU光网络单元以广播方式发送光纤信号；控制ONU发送光纤信号的起始时间和发送窗口大小；

所述ONU光网络单元接收OLT光线路终端广播发送的光纤信号，按照OLT光线路终端的控制将光纤信号发送到数据转换器；

所述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；

所述DED载波板将电信号编码加载到电力线上。

本发明实施例5所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，在实施例1-4任一项的基础上，所述数据转换器通过对输入的光纤信号进行加密和多次编码，得到不受干扰的电信号(LAN信号)。

本发明实施例6所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，在实施例1-5任一项的基础上，所述输出PLC电力接口模块通过电力线与外部电力线载波设备相连接。

本发明实施例7所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，在实施例1-6任一项的基础上，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。

本发明实施例8所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，在实施例1-7任一项的基础上，还包括防雷装置和平衡电压波动装置；所述防雷装置用于防止雷电侵入波对系统中的设备模块造成危害；所述平衡电压波动装置用于平衡系统内的电压。

本发明实施例9所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，在实施例1-8任一项的基础上，所述供电模块包括POE供电模块或直流供电模块；所述POE供电模块用于为处理模块提供直流供电的同时，进行传输光纤信号；所述直流供电模块用于为处理模块提供直流供电。

如图2所示，为本发明实施例1所述的一种将光纤通信转换为电力载波的方法，具体包括以下步骤：

步骤1：接收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，得到不具有回路的电流信号，使光纤信号不受其他干扰；并将处理后的光纤信号转换为电信号，将电信号加载到电力线上；

步骤3：将处理后的电信号和电流信号传输到外部电力线载波设备。

所述步骤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终端设备在停电后从新供电不会产生电流回路。

如图3所示，本发明所述系统在具体实现时，可制成光纤转换装置，光纤转换成1G光接口利用用户电表后空气开关的火零线实现电力载波系统进入千家万户，包括输入光接口(为本发明系统中输入光接口模块)1、处理模块2、输出PLC电力接口(为本发明系统中输出PLC电力接口模块)3和供电模块4；

所述输入接口1接收光纤和电力线传输指的光纤信号和电流；

所述处理模块2用于对光纤信号和电流进行处理，处理后的电流不具有电流回路，使光纤信号不受其他干扰；

所述供电模块4为处理模块供电；

所述输出PLC电力接口3将处理后的光纤信号和电流传输到电力线载波接口机上。

所述输入接口1连接到用户电表输出端的空开火零线。

所述输出PLC电力接口3连接到外部电力线载波接口。

所述处理模块2包括数据转换器、FTTH光纤到户、OLT光线路终端、ONU光网络单元和DED载波板；

所述FTTH光纤到户、OLT光线路终端、ONU光网络单元和DED载波板分别与数据转换器相连接，并通过数据转换器与输入接口相连接。

其中，FTTH：光纤到家，网络中心局——OLT——ODN——DED——ONU

OLT：向ONU(光网络单元)以广播方式发送以太网数据；发起并控制测距过程，并记录测距信息；为ONU分配带宽；即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小。

ONU：选择接收OLT发送的广播数据；响应OLT发出的测距及功率控制命令；并作相应的调整；提供数据、IPTV，语音业务。

DED：将光纤上的网络数据编码加载到电力线，并从电力线上解码为网络数据。

所述数据转换器对输入的光纤信号进行二次编码。

还包括强弱电结合模块5，所述强弱电结合模块用于使输入强电和弱电结合并兼容。

还包括防雷装置6和平衡电压波动装置7。

所述供电模块3包括POE供电模块或直流供电模块；

所述POE供电模块用于为处理模块提供直流供电的同时，进行传输光纤信号；

所述直流供电模块用于为处理模块提供直流供电。

作为本发明的具体示例，根据图4所示，本发明所提供的一种可以在用户电表后光纤转换成1G高速带宽电力载波系统及装置，包括电源装置2、输入光接口1和输出PLC电力接口3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，本发明使用的光纤转换成1G高速带宽电力载波系统及装置，通过多次加密和编码技术，克服了网桥之间造成的电流回路和电流回路的干扰问题，实现了高速宽带用户上网互不干扰。将该装置直流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连接用户表后的空气开关的火、零线光纤与电力线相结合的点对点电力载波装置，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。

本发明所述的一种光纤转换成1G光接口高速带宽电力载波装置技术还包括强弱电结合模块5并带有防雷装置6，平衡电压波动装置7，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，平衡电压装置7，自带平衡电压波动的功能，可在电压高至260V，低至120V，该发明技术的设备运行稳定，可保证用户在上网高峰不会出现掉包和滞后，使得设备在恶劣的天气(高至摄氏50度低至零下50度)和强风暴雨气候时，运行稳定。

作为本发明的具体示例2，该电力载波装置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，所述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，所述直流板是将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的火零线直流在一起，光纤信号通过PLC电力载波版经调制后的光纤信号到电力线上，通过第二直流线圈发送经调制后的光纤信号通过与输出接口连接的电力线载波接口器，实现高频信号与电力线的直流，将带有光口的用户局端电力网桥直流接入用户空开火零线上。

本发明所述的一种光纤转换成1G高速带宽电力载波系统及装置技术还包括强弱电结合模块5和防雷装置6，平衡电压波动装置7，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。平衡电压装置7，自带平衡电压波动的功能，可在电压高至260V，低至120V，该发明技术的设备运行稳定，可保证用户在上网高峰不会出现掉包和迟后，使得设备在恶劣的高温天气和强风暴雨气候时，运行稳定。

本发明所述的一种可以在三相电上用户电表后接入的用户局端电力网桥技术1的电源规格为100V-240VAC60/50Hz，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，实现了电力载波信号互通。

本发明的技术装置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、当主干互联网出现拥堵时该设备自带有在1秒钟内自动转换启动清理垃圾数据，保证网络通畅，家庭智能中心等多种用途。凡属于以光转电在用户电表后空气开关火零线接入的局端和用户终端设备均属于本专利保护范围。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1000Mbps以上，传输距离建议在1000米以内。

附件：对光转电电力宽带表后计入技术的评价：

2010年6月22日发明人向重庆大学“输配电装备及系统安全与新技术”国家重点实验副主任、博士生导师熊小伏教授介绍了该公司研发的光转电电力前端网桥和用户终端使用的设备情况，并就网桥和电力摩登与电力、电线宽带用户之间的设备进行了检测，结论如下：

1、基于低压电力载波PLC技术开发的利用电力线传输数据信号是国际上的先进技术，已经在我国电力抄表、网络接入得到应用。

研发人研制的光转电网桥和电力摩登设备调制频率4.3—20.9MHZ,与我国电力用户用电频率50HZ相隔甚远，不会产生互相影响；此外，该产品功率消耗为2.6W，仅相当于微型家用电器；且该设备为无电源器件，不会在市电停电后主动向其他用电设备发送功率。据此可认为，该公司基于PLC的网络接入设备不会对电力用户的用电构成影响。

2、利用电力线传输数据方式上网，新建楼宇无需布线，有助于家用灵活上网，也有助于在农村普及信息网络，可为国家节约大量资源；

3、此类设备在设计制造时应参照电力安全规范，在耐压、绝缘等方面满足相关规范标准。

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)

1.一种将光纤通信转换为电力载波的系统，其特征在于，包括输入光接口模块、处理模块、输出PLC电力接口模块和供电模块；

所述输入光接口模块接收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；

所述处理模块用于分别对光纤信号和电流信号进行处理，得到不具有回路的电流信号，使光纤信号不受其他干扰；并将处理后的光纤信号转换为电信号，将电信号加载到电力线上；

所述输出PLC电力接口模块将处理后的电信号和电流信号传输到外部电力线载波设备；

所述供电模块为处理模块供电。

2.根据权利要求1所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，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。

3.根据权利要求1或2所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，其特征在于，所述输入光接口模块与用户电表输出端的空开火零线通过电力线相连接；所述输入光接口模块通过光纤接收光纤信号，所述输入光接口模块通过电力线接收电流信号。

4.根据权利要求3所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，其特征在于，所述处理模块包括OLT光线路终端、ONU光网络单元、DED载波板和数据转换器；

所述OLT光线路终端向所述ONU光网络单元以广播方式发送光纤信号；控制ONU发送光纤信号的起始时间和发送窗口大小；

所述ONU光网络单元接收OLT光线路终端广播发送的光纤信号，按照OLT光线路终端的控制将光纤信号发送到数据转换器；

所述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；

所述DED载波板将电信号编码加载到电力线上。

5.根据权利要求4所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，其特征在于，所述数据转换器通过对输入的光纤信号进行加密和多次编码，得到不受干扰的电信号。

6.根据权利要求1所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，其特征在于，所述输出PLC电力接口模块通过电力线与外部电力线载波设备相连接。

7.根据权利要求1所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，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1或6或7所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，其特征在于，还包括防雷装置和平衡电压波动装置；

所述防雷装置用于防止雷电侵入波对系统中的设备模块造成危害；

所述平衡电压波动装置用于平衡系统内的电压。

9.根据权利要求1所述的一种将光纤通信转换为电力载波的系统，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；

所述POE供电模块用于为处理模块提供直流供电的同时，进行传输光纤信号；

所述直流供电模块用于为处理模块提供直流供电。

10.一种将光纤通信转换为电力载波的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：接收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，得到不具有回路的电流信号，使光纤信号不受其他干扰；并将处理后的光纤信号转换为电信号，将电信号加载到电力线上；

步骤3：将处理后的电信号和电流信号传输到外部电力线载波设备。