技术领域
[0001] 本
发明涉及一种电力线路的数字信息传输系统，尤其是指一种数字低压电力线路长度分段设置传输综合信息系统，用于提高信息的传输速率。
背景技术
[0002] 为了使计算机数据网宽带信息接入用户，国内外都在研究与开发应用数字低压电力线路开通宽带Modem(
调制解调器)传输信息技术。本人多年来研究电力线路同时传输多路宽带信息技术，发明了村级电力线多媒体信息网等多项
专利。但是，上述技术都未解决包括高清晰度
数字电视在内的超宽带超高速综合信息通过数字低压电力线路接入用户的难题。
发明内容
[0003] 本发明的目的是：利用数字低压电力线路长度分段设计提供一种分别接入单个用户及用户组，从而获得多路传输超宽带和超高速的综合信息系统。
[0004] 本发明所采取的技术方案是：一种数字低压电力线路长度分段设置传输综合信息系统，由10KV/220V
变压器、低通电感器L1和L2、高通电容器C1-C3、数字低压电力线路1、综合信息交换站2和综合数字信息用户3所构成。架空三相10KV中压电力线路经低通电感器L1与10KV/220V变压器的10KV中压输入端相连，并经高通电容器C1与综合信息交换站2的输入端相接。10KV/220V变压器的220V低压输出端分别经低通电感器L2设有A相、B相、C相和0线四相输出端，四相输出端分别经高通电容器C2与综合信息交换站2相连，四相输出端还分别组成A-0相、B-0相和C-0相三条数字低压电力线路并联接到本变压器所属的220V电源用户端，综合信息交换站2经任一路高通电容器C3及对应的数字低压电力线路1与综合数字信息用户3相连接。自最远端的数字信息用户3至综合信息交换站2的数字低压电力线路1为按长度分段设置，并依次设置为第一线段长度L1、第二线段长度L2、第三线段长度L3、第四线段长度L4、第五线段长度L5及一直到第N线段长度Ln；与每个线段长度相对应，相邻两线段长度之间的数字信息用户之和分别构成第一线段用户范围、第二线段用户范围、第三线段用户范围、第四线段用户范围、第五线段用户范围及一直到第N-1线段用户范围，第N线段长度之内的数字信息用户之和构成第N线段用户范围；由第一线段用户范围到第N线段用户范围，每个用户范围内的数字信息用户数量、所用
频谱的带宽及传输数据的最高
频率依次递增。
[0005] 综合数字信息用户3由安全装置4、电信兼容网络5、用户电器设备6和用户综合数字信息设备7所构成，数字低压电力线路经安全装置4与电信兼容网络5的输入端相连，电信兼容网络5的输出端分别与用户电器设备6和用户综合数字信息设备7相连接。电信兼容网络5由低通电感器L3和高通电容器C4连接而成。
[0006] 本发明的优点是：
[0007] 1、由于将综合信息交换站到数字低压电力线路上最远用户的线路长度分为若干个线段长度，使相邻两线段长度之间的数字信息用户之和构成该线段的用户范围，分段设计计算该线段用户范围的最高传输频谱带宽及相应传输信息速率，使从远至近线段长度上所连接的数字信息用户的数量、频谱带宽和传输最高频率分别依次递增，达到将频谱带宽和传输速率集中供给该线段内不同数字设备重点使用的目的，满足综合数字信息用户中高清晰度数字电视速率最高和占用频谱最宽的使用要求。
[0008] 2、由于在总的数字低压电力线路长度上为不同的线段用户范围提供了不同的数字信息用户数量、所用频谱的带宽及传输数据的最高频率，使从远至近的用户都可以充分利用频谱带宽及传输速率等信息资源，它不仅应用于数字低压电力线路，还可应用于模拟及数、模兼容的低压电力线路，用来提高每个接入用户的占用频谱带宽及传输综合信息速率和容量。
附图说明
[0009] 图1为数字低压电力线路长度分段设计传输综合信息系统组成
框图。
[0010] 图2为低压电力线路用户电信兼容网络、电器及综合数字信息设备组成框图。
[0011] 图3为用户综合数字信息传输及交换网设备系统组成
实施例1框图。
[0012] 图4为用户综合数字信息传输及交换网设备系统组成实施例2框图。
具体实施方式
[0013] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述。
[0014] 如图1所示，一种数字低压电力线路长度分段设置传输综合信息系统，由10KV/220V变压器、低通电感器L1和L2、高通电容器C1-C3、综合信息交换站2和综合数字信息用户3所构成。其中，低通电感器L1和L2为通低频(例如50HZ)、阻高频(例如
1254KHZ以上)电感器；高通电容器C1-C3为通高频、阻低频耐高压通信电容器。综合信息交换站2是指长途与本地数字电力线路综合信息交换站及传输设备。综合数字信息用户3是指电信兼容网络、用户电器及综合数字信息设备。
[0015] 低压电力线路是指从10KV/220V变压器的低压侧，某一条220V线路经过通低频、阻高频的低通电感器接到用户电器电源的线路；而数字低压电力线路则是从综合信息交换站经过通高频、阻低频的高通电容器连接到综合数字信息用户3通信线路。如果变压器站与综合信息交换站不在一处时，上述两种线路长度并不相等。
[0016] 架空三相10KV中压电力线路经低通电感器L1与10KV/220V变压器的10KV中压输入端相连，并经高通电容器C1与综合信息交换站1的输入端相接。10KV/220V变压器的220V低压输出端分别经低通电感器L2设有A相、B相、C相和0线四相输出端，四相输出端分别经高通电容器C2与综合信息交换站2相连，四相输出端还分别组成A-0相、B-0相和C-0相三条数字低压电力线路并联接到本变压器所属的220V电源用户端。图1中的数字低压电力线路是由C-0相构成的一条数字低压电力线路，其它两条数字低压电力线路(B-0、C-0)图中从略。综合信息交换站2经任一路高通电容器C3及对应的数字低压电力线路与综合数字信息用户3相连接。自最远端的数字信息用户3至综合信息交换站2的数字低压电力线路1为按长度分段设置，并依次设置为第一线段长度L1、第二线段长度L2、第三线段长度L3、第四线段长度L4、第五线段长度L5及第N线段长度Ln。与每个线段长度相对应，相邻两线段长度之间的数字信息用户之和分别构成第一线段用户范围、第二线段用户范围、第三线段用户范围、第四线段用户范围、第五线段用户范围及一直到第N-1线段用户范围，第N线段长度之内的数字信息用户之和构成第N线段用户范围；由第一线段用户范围到第N线段用户范围，每个用户范围内的数字信息用户数量、所用频谱的带宽及传输数据的最高频率依次递增。
[0017] 数字低压电力线路通常设计是根据最远用户线路长度和发信功率等参数来计算最高可用频率f，它减去起算频率(例如为1254KHZ)，求出传输信息最大可用频谱带宽(f-1254)及最高传输信息速率；再求解这条数字电力线路上每一个用户的平均最大可用频谱带宽及传输速率。
[0018] 数字低压电力线路长度分段设计方法与通常设计方法不同；它是将综合信息交换站到数字低压电力线路上最远用户的线路长度分为若干个线段长度，分段进行设计计算其最高传输频谱带宽及相应传输信息速率；将其频谱带宽与传输速率供给一个线段内少量用户分配使用。
[0019] 在综合数字信息用户中，高清晰度数字电视速率最高，其占用频谱最宽。例如，每个综合数字信息用户综合数字信息用户独占频带的传输速率等于大于40Mbps。采用一般设计方法时，一条数字低压电力线路，按其最长线路距离计算，总的可用频谱带宽及相应传输速率由总计用户数目平分，每个用户综合数字
信息传输速率难能做到独占等于大于40Mbps速率。
[0020] 对于距离综合信息交换站2最远的一组综合数字信息用户3，其低压电力线路长度按L1(km)计算，实际上是指数字电力线路长度从大于L2到等于小于L1的范围内的用户组，其分配的用户数目应为最少，定义它为第一线段用户范围，该用户范围包括电信兼容网络、用户电器及综合数字信息设备。对于距离综合信息交换站2次远的一组综合数字信息用户3，其低压电力线路长度按L2计算，实际上是指数字电力线路长度从大于L3，到等于小于L2范围内的用户组，其分配的用户数目应为较少，定义它为第二线段长度内的用户范围。对于距离综合信息交换站2最近的一组综合数字信息用户3，其低压电力线路长度按Ln计算，实际上是指数字电力线路长度从综合信息交换站2，到等于小于Ln范围内的用户组，其分配的用户数目应为最多，定义它为第n线段长度内的用户范围。依次类推。
[0021] 数字低压电力线路每个线段长度内的综合数字信息用户是指相邻线段长度之间范围内的用户，可以有一个用户，也可以有多个用户。
[0022] 举例说明数字低压电力线路分段设计具体实施数据。例如某一条数字低压电力线路分5段线路设计。第一段线路长度(最远)L1＝0.5km；第二段线路长度L2＝0.4km；第三段线路长度L3＝0.3km；第四段线路线长度L4＝0.2km；第五段线路长度L5＝0.1km。设等于大于40Mbps超高速综合数字信息用户数目：第一线段长度内为10户；第二线段长度内用户为16户；第三、第四、第五线段长度内分别为22、28、32个用户。每个用户，都能同时独占等于大于40Mbps速率，用于传输综合数字信息。
[0023] 按线路长度分段设计时，第一线段长度因为数字电力线路长度最长，分配其线段内用户数目最少；例如第一线段长度内仅有10个用户，合计传输速率为等于大于400Mbps及相应频谱带宽为B1-2(一个用户频谱带宽2倍)；这样比较容易实现上述超高速率综合数字信息传输。
[0024] 例如，第一线段长度设计：其数字线路长度为L1，仅设10个超高速用户的第一线段长度最高传输频率为f1-2，它等于起始频率加两个用户占用频谱带宽B1-2，其数值远小于不分线段的数十个用户的最高传输频率。根据10个用户的最高传输频率f1-2，求出所需最大发信功率值，其功率值如果能实现，则计算完成；否则减少本线段长度内的超高速综合数字信息用户数目。
[0025] 第二线段长度设计：其数字线路长度为L2，它小于L1。因为其线路长度小，如果其发信功率与上述用户发信功率等同时，则第二线段长度传输数字信息求出的最高可用频率应大于第一线段最高频率f1-2，这就为第二线段长度传输超高速信息提供了频谱带宽资源。设等于小于L2，大于第三线段长度L3长度范围内，有16个综合数字信息用户，每个用户独占信息速率等于大于40Mbps，合计信息速率等于大于16x40Mbps，算出其相应频谱带宽为B2-4。其相应最高传输频率为f2-4，它等于f1-2加B2-4。根据其最高传输频率，求最大发信功率值，如能实现，则计算完成；否则，减小用户数目。
[0026] 第三线段长度设计：其数字线路长度为L3，它小于L2。因其线路长度小，如果发信功率与上述功率等同时，第三线段长度传输信息最高频率应大于第二线段最高频率f2-4；它为第三线段长度传输超高速数字信息提供了条件。设等于小于L3，大于L4线段长度范围内，有22个综合数字信息用户，每个用户独占信息速率等于大于40Mbps，合计速率等于大于22x40Mbps，可算出其相应频谱带宽及其最高传输频率。同上，根据其最高传输频率，求出相应发信功率值，如能实现，则计算完成；否则，减小用户数目。
[0027] 可以用同上的方法继续设计第四、第五等线段长度；设定其长度为L4、L5等线段范围内超宽带、超高速的用户数；例如，第四线段长度范围内有28个等于大于40Mbps综合数字信息用户；第五线段长度范围内有32个超宽带超高速综合数字信息用户，求出其相应可实现发信功率。
[0028] 实际设计计算表明，本发明创造的接入用户数字低压电力线路长度分段设计法，大幅度地提高了线路上每个用户占有的频谱带宽及传输速率。它不仅使用于数字低压电力线路，也可使用于模拟及数、模兼容的低压电力线路，用来提高每个接入用户的占用频谱带宽及传输综合信息速率及容量。
[0029] 如图2所示，综合数字信息用户3由安全装置4、电信兼容网络5、用户电器设备6和用户综合数字信息设备7所构成，数字低压电力线路经安全装置4与电信兼容网络5的输入端相连，例如并接在220V两根线之间的高压熔接器及地线；或串接在220V两根线之间的大
电流熔断器。电信兼容网络5的输出端分别与用户电器设备6和用户综合数字信息设备7相连接。其中，电信兼容网络5由通低频、阻高频的低通电感器L3和阻低频、通高频并且耐高压的高通电容器C4连接而成。电信兼容网络使其用户电器设备所产生的杂音(波)干扰电平应在
许可范围内。
[0030] 如图3所示的用户综合数字信息传输及交换网设备系统组成实施例1，所述的用户综合数字信息设备7由数字终端8、
信号处理器1(9)、
信号处理器2(10)、频分制合路与分路器11、频分制分路与合路器12、长途与本地数字电力线路综合信息交换站13、计算机局域
网站14、交互式数字电视站15所构成；作为数字终端8的数字电话、计算机和互动式数字电视经信号处理器1(9)与频分制合路与分路器11相连，频分制合路与分路器11经数字低压电力线路与频分制分路与合路器12高频载波通信，频分制分路与合路器12经信号处理器2(10)与长途与本地数字电力线路综合信息交换站13相连，长途与本地数字电力线路综合信息交换站13分别与计算机局域网站14和交互式数字电视站15相连接。
[0031] 在用户综合数字信息中，各种数字信息设备可以在系统统一设计
基础上，不同时间进行建设。采用频分制将用户各种数字信息进行合路、分路及在线路上传输。数字终端8包括数字电话、计算机和互动式数字电视。其中，数字电话它可以是PCM数字电话或其它数字电话，可一路或多路；计算机可以上网，可高速或低速；互动式数字电视，既可以是普通数字电视，也可以是高清晰度数字电视，采用互动式电视是为了用户用上行信道发送信息点播电视站节目。信号处理器1(9)包括与数字电话对应的的Modem、中高频调制解调器、
放大器、发送及接收设备；与计算机上网对应的宽带Modem、中高频调制解调器、放大器、发送及接收设备；和与互动式数字电视对应的超宽带Modem、中高频调制解调器、放大器、发送及接收设备，其中，超宽带Modem可由多路宽带Modem组成。信号处理器1(9)的一端与数字终端8相连，另一端与频分制合路与分路器11相接，频分制合路与分路器完成上述三种信息不同位址的高频频谱的合路及分路。连接频分制合路与分路器11和频分制分路与合路器12的是数字低压电力线路，它是用二线制传输高频信息，发送与接收采用频率分割制实现。图中，箭头所指的方向既为高频信息流的方向。上行综合信息流与下行信息流同占一条架空两线数字低压电力线路，但其高频载波频谱
位置是分开的。信号处理器1(9)和信号处理器2(10)是相互对应的设备。信号处理器2(10)包括与数字电话信道对应的Modem、中高频解调
调制器、放大器、接收及发送设备；与计算机上网信道对应的宽带Modem、高中频解调调制器、放大器、接收及发送设备；和与互动式数字电视信道对应的超宽带Modem、中高频解调调制器、放大器、接收及发送设备；其中，超宽带Modem可由多路宽带Modem组成。信号处理器2(10)的一端与频分制分路与合路器12相连，另一端与长途与本地数字电力线路综合信息交换站13相接，其中包括数字电话交换网站，长途与本地数字电力线路综合信息交换站13与计算机局域网站14及交互式数字电视站15相连接。
[0032] 如图4所示的用户综合数字信息传输及交换网设备系统组成实施例2，用户综合数字信息设备7由数字终端16、数据缓冲
存储器1(17)、数据缓冲存储器2(18)、信号处理器1(19)、信号处理器2(20)、AMT异步连接复用终端程序控制单元21、可编程定时系统单元22、程序控制交换网23、计算机局域网站24和交互式高清数字电视网站25所构成；作为数字终端16的数字电话、计算机和交互式数字高清电视经数据缓冲存储器1(17)与信号处理器1(19)相连，AMT异步连接复用终端程序控制单元21与数据缓冲存储器1(17)的
数据总线、地址译码线相接，可编程定时系统单元22既与信号处理器1(19)的数据总线、地址译码线及同步时钟线相接，又与数据缓冲存储器1(17)的同步时钟线相接，信号处理器1(19)和信号处理器2(20)经数字低压电力线路高频载波通信，信号处理器2(20)经数据缓冲存储器2(18)与程序控制交换网23相连，程序控制交换网23分别与计算机局域网站24和交互式高清数字电视网站25相连接。
[0033] 在ATM异步联接复用终端程序控制单元21中，ATM-Asynchronous Transfer Mode是异步传递、交换模式，它由高速专用计算机软
硬件及其外部单元组成，D是数据总线，A是译码器地址线。在可编程定时系统单元22中，T是其输出的定时线，它为ATM异步联接复用终端程序控制单元21、数据缓冲存储器1(17)及信号处理器1(19)等提供高稳定度的准确时钟。数据缓冲存储器1(17)是综合数字信息ATM编
帧与解帧变换数据缓冲存储器，它完成异步多路数字信息传递的合路及分路变换或交换。信号处理器1(19)是多路宽带Modem及中高频调制解调器、放大器、发收信单元。信号处理器1(19)与信号处理器2(20)之间由数字电力线路连接，进行高频载波信息双向传输。信号处理器2(20)是设于交换网站的多路宽带Modem及高中频解调调制器、放大器、收发信单元。数据缓冲存储器2(18)是综合数字信息、ATM、解帧、编帧变换数据的缓冲存储器，它与程序控制交换网23相连，并由其内置的软硬件控制，如图4中虚线所示。程序控制交换网23是长途及本地ATM-DPL综合数字信息程序控制交换网设备。图中的DPL是指Digital Power Line，即数字电力线路。此综合数字信息网包括本地及长途数字电话网、计算机数据网及高清晰度数字电视网。
