基于电力线的数据通信系统及其实现方法

摘要

提供一种基于小区电力线网络实现数据通信的系统，该系统包括：小区接入网络，小区电力线网络，该小区接入网络与小区电力线网络耦接在一起，且小区接入网络还与外部网络耦接在一起。在小区电力线网络入口端设置至少一个局端主站设备，以及在小区电力线网络的各出口端设置与所述局端主站设备相匹配的至少一个用户端从站设备，以便通过相应的用户端从站设备与局端主站设备的协作，与各用户端从站设备连接的用户端数据通信设备经由小区电力线网络以及小区接入网络与外部网络进行数据通信。还提供一种在上述系统中实现数据通信的方法。

权利要求

1.一种基于小区电力线网络实现数据通信的系统，该系统包括：

小区接入网络(2)，与所述小区电力线网络(3)耦接在一起，且所述小区接入网络(2)还与外部网络(4)耦接在一起；

小区电力线网络(3)，使得小区电力线网络(3)中对应的各用户端通信设备(7)通过小区接入网络(2)和小区电力线网络(3)与外部网络(4)实现数据通信；

其特征在于，还包括至少一个局端主站设备和用户端从站设备，其中：

局端主站设备(5)，设置在所述小区电力线网络(3)入口端，将以太网线插入到局端主站设备的RJ-45以太网口，提前铺设的高频信号线插入局端主站设备的高频信号RJ-11接口，并将以太网信号转换为电力线高频通信信号，通过高频耦合装置将该高频通信信号注入电力线；通过所述小区接入网络(2)与外部网络(4)耦接在一起；以及用户端从站设备(6)，与所述局端主站设备相匹配，设置在所述小区电力线网络(3)的各出口端，插入墙上插座，用户端从站设备的USB接口连接用户端数据通信设备，将用户端数据通信设备(7)经由所述小区电力线网络(3)以及所述小区接入网络(2)与外部网络(4)进行数据通信。

2.如权利要求1所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述局端主站设备(5)与所述小区电力线网络(3)之间的耦合包括直连耦合，其中，数据通信信号经过局端主站设备(5)内部的信号耦合部分直接耦合到该局端主站设备的电源线上，并将该电源线耦接到所述小区电力线网络(3)上，从而，实现在所述局端主站设备处将数据通信信号直接耦合到小区电力线网络上。

3.如权利要求1所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述局端主站设备(5)与所述小区电力线网络(3)之间的耦合包括高频信号线(1)耦合，以便在局端主站设备处经由所述高频信号线将数据通信信号耦合到所述小区电力线网络(3)上，且确保与一个局端主站设备(5)相对应的所有用户端从站设备(6)按相同的方式与所述高频信号线耦合，从而使所述高频信号线中的信号流向对于每个所述用户端从站设备是相同的。

4.如权利要求3所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述高频信号线(1)与所述小区电力线网络(3)中和所述用户端从站设备相应的电表(9)的出线进行信号耦合，其中，所述高频信号线将与每个所述局端主站设备相对应的所有用户端从站设备(6)的电表(9)通过各电表的出线分别串联在一起。

5.如权利要求4所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述高频信号线的走向是顺着每个电表(9)出线电流的方向，在对最末端电表的耦接完成之后，将高频信号线的两个端子连接在一起，从而使所述高频信号线形成一个环路。

6.如权利要求3-5中任一项所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：将所述高频信号线耦合到所述小区电力线网络上的装置是电容或电感耦合装置。

7.如权利要求6所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述电感耦合装置是根据所述小区电力线网络中电力线的线径大小从以下组中选择的磁环：ZCAT3035-1330ZCAT2132-1130ZCAT2032-0930，在每个电表的零线出线端和火线出线端上各设置一个磁环，并使所述高频信号线从磁环内穿过，所述高频信号线线长小于200米。

8.如权利要求3-5中任一项所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述高频信号线是符合GB/T 50312-2000标准的4芯非屏蔽双绞线。

9.如权利要求1所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于，所述局端主站设备(5)的数据传输速率为14Mbps。

10.如权利要求1所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述系统还包括在用户端中除了所述数据通信设备(7)以外的其他电子设备与相应的用户端从站设备(6)的出口端之间设置的信道优化装置，从而保证所述数据通信设备与所述用户端从站设备之间的可靠通信。

11.如权利要求1所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述局端主站设备(5)通过网络交换机(20)与所述小区接入网络(2)耦接，所述交换机设置基于端口的虚拟局域网(VLAN)，以便支持端口隔离。

12.如权利要求1所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述小区是普通家用住宅楼房，根据每层用户的数量及所述局端主站设备所带用户端从站设备的能力来决定该小区中所设置的局端主站设备的数量。

13.如权利要求1所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述小区是商务写字楼，所述局端主站设备在各楼层配电柜处耦合到所述小区电力线网络(3)上。

14.如权利要求1所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述小区是小型宾馆，所述局端主站设备在总配电柜处耦合到所述小区电力线网络(3)上。

15.如权利要求1所述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统，其特征在于：所述小区是大型酒店，在每层分别安装所述局端主站设备，并且所述各局端主站设备通过以太网5类双绞线耦接到支持基于端口虚拟局域网VLAN的网络交换机上。

16.一种用于在基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法，该系统包括小区接入网络(2)和小区电力线网络(3)，该方法包括步骤：将所述小区接入网络(2)和小区电力线网络(3)耦合在一起；

将所述小区接入网络(2)与外部网络(4)耦合在一起；

其特征在于，还包括以下步骤：

在所述小区电力线网络(3)入口端设置至少一个局端主站设备，通过所述小区接入网络(2)与外部网络(4)耦接在一起，将以太网线插入到局端主站设备的RJ-45以太网口，提前铺设的高频信号线插入局端主站设备的高频信号RJ-11接口，并将以太网信号转换为电力线高频通信信号，通过高频耦合装置将该高频通信信号注入电力线；

与所述局端主站设备相匹配的至少一个用户端从站设备(6)，设置在所述小区电力线网络(3)的各出口端，插入墙上插座，用户端从站设备的USB接口连接用户端数据通信设备，将用户端数据通信设备(7)经由所述小区电力线网络(3)以及所述小区接入网络(2)与外部网络(4)进行数据通信。

17.如权利要求16所述的用于在基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法，其特征在于：通过直连耦合方式将所述局端主站设备(5)与所述小区电力线网络(3)耦合在一起，其中，数据通信信号经过局端主站设备(5)内部的信号耦合部分直接耦合到该局端主站设备的电源线上，并将该电源线耦接到所述小区电力线网络(3)上，从而，实现在所述局端主站设备处将数据通信信号直接耦合到小区电力线网络上。

18.如权利要求16所述的用于在基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法，其特征在于：在局端主站设备处通过高频信号线将数据通信信号耦合到所述小区电力线网络，以便在局端主站设备处将数据通信信号耦合到所述小区电力线网络上，且确保与一个局端主站设备(5)相对应的所有用户端从站设备(6)按相同的方式与所述高频信号线耦合，从而使所述高频信号线中的信号流向对于每个用户端从站设备是相同的。

19.如权利要求18所述的用于在基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法，其特征在于：将所述高频信号线耦接到所述小区电力线网络中与每个用户端从站设备所对应的电表(9)的出线上，其中，所述高频信号线将与每个所述局端主站设备相对应的所有用户端从站设备(6)的电表(9)通过各电表的出线分别串联。

20.如权利要求19所述的用于在基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法，其特征在于：使所述高频信号线顺着每个电表出线电流的方向走线，在完成对最末端电表(9)的耦合之后，将高频信号线的两个端子连接在一起，从而使所述高频信号线形成一个环路。

21.如权利要求18-20中任一项所述的用于在基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法，其特征在于：通过电容或电感耦合装置将所述高频信号耦合到所述小区电力线网络上。

22.如权利要求21所述的用于在基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法，其特征在于：所述电感耦合装置是根据所述小区电力线网络中电力线的线径大小从以下组中选择的磁环：ZCAT3035-1330ZCAT2132-1130ZCAT2032-0930，在每个电表的零线出线端和火线出线端上各设置一个磁环，并使所述高频信号线从磁环内穿过，所述高频信号线线长小于200米。

23.如权利要求16所述的用于在基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法，其特征在于：在每个用户端中除了所述数据通信设备(7)以外的其他电子设备与相应的用户端从站设备(6)的出口端之间设置信道优化装置，从而保证所述数据通信设备与所述用户端从站设备之间的可靠通信。

24.如权利要求16所述的用于在基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法，其特征在于：所述局端主站设备通过网络交换机(20)与所述小区接入网络耦接，所述交换机设置基于端口的虚拟局域网VLAN，以便支持端口隔离。

说明书

技术领域

本发明涉及电力线网络以及数据通信和信息技术领域，更具体地说，涉及一种在低压配电网中实现高速数据通信的系统，以及实现这种高速数据通信的方法。

背景技术

利用电力线进行语音和数据传输已有几十年的历史，但由于电力线系统不是专用于数据通信的系统，对相关技术的研究和开发并没有大规模地展开，因此基于电力线的数据通信大都是在中低频范围内的低速语音和数据通信。随着信息技术的发展和信息时代的到来，人们对高速数据业务的需求也在不断的增长。在众多可供选择的数据接入方式中，利用已有的低压配电网作为载体传输高速数据，无疑具有明显的优势。
基于美国HomePlug1.0标准的14Mbps系统利用家庭内部已有的电力线，进行家庭内部的计算机联网，从而实现了访问Internet、打印机、共享文件等资源，以及进行多人联网的在线互动游戏等高速数据通信功能。但是，这种技术存在一些缺陷。一方面，由于美国很少存在如中国这样的以小区为单位的集中住宅区域，因此该技术主要集中于单个家庭内部实现数据高速数据通信；另一方面，即使上述美国的技术存在用于集中小区的电力线高速通信系统，也会由于配电电力线网络等网络环境和硬件设备等方面的区别而导致无法将该技术原样搬到类似我国这样的集中小区中，从而实现基于电线的高速数据通信。

发明内容

本发明的目的在于填补上述现有技术存在的空白，充分利用现有的低压配电电力线网络基础设施，无需任何布线，为用户提供数据通信服务，例如因特网访问服务，远程监控，等。
根据本发明的第一方面，提供一种基于小区电力线网络实现数据通信的系统，该系统包括：
小区接入网络，小区电力线网络，
所述小区接入网络与所述小区电力线网络耦接在一起，且所述小区接入网络还与外部网络耦接在一起，从而使得小区电力线网络中对应的各用户端通信设备通过小区接入网络和小区电力线网络(3)与外部网络实现数据通信。
在上述的基于小区电力线网络实现数据通信的系统中，包括至少一个在所述小区电力线网络入口端设置的局端主站设备，以及在所述小区电力线网络的各出口端设置的与所述局端主站设备相匹配的至少一个用户端从站设备，其中，所述局端主站设备通过所述小区接入网络与外部网络耦接在一起，以便通过相应的用户端从站设备与所述局端主站设备的协作，与各用户端从站设备连接的用户端数据通信设备经由所述小区电力线网络以及所述小区接入网络与外部网络进行数据通信。
根据本发明的第二方面，提供一种用于在基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法，该系统包括小区接入网络和小区电力线网络，该方法包括步骤：
将所述小区接入网络和小区电力线网络耦合在一起；
将所述小区接入网络与外部网络耦合在一起；
从而，使得小区电力线网络中对应的各用户端通信设备通过小区接入网络和小区电力线网络与外部网络实现数据通信。
在上述的在基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法中，将所述小区接入网络和小区电力线网络耦合在一起的步骤包括子步骤：
在所述小区电力线网络入口端设置至少一个局端主站设备，以及在所述小区电力线网络的各出口端设置与所述局端主站设备相匹配的至少一个用户端从站设备；
使所述局端主站设备与外部网络通过所述小区接入网络耦接在一起；
从而，通过相应的用户端从站设备与所述局端主站设备的协作，与各所述用户端从站设备连接的数据用户端数据通信设备经由所述小区电力线网络以及所述小区接入网络与外部网络进行数据通信。

附图说明

通过结合各附图对本发明进行进一步详细的解释，本发明的目的，特点及其益处将变得更清楚。在附图中：
图1是根据本发明一实施例的低压电力线高速数据通信系统的结构配置示意图；
图2是根据本发明该实施例的低压电力线高速数据通信系统中所使用的局端主站设备原理框图；
图3是根据本发明该实施例的低压电力线高速数据通信系统中所使用的用户端从站设备原理框图；
图4是根据本发明该实施例的低压电力线高速数据通信系统中局端主站设备与电力线网络直接耦接的安装示意图；
图5是在根据本发明该实施例的低压电力线高速数据通信系统中，将高频信号线耦合到一个用户的电表上的示意图；
图6是在根据本发明该实施例的低压电力线高速数据通信系统中，高频信号线将同一个电表箱里多个用户的电表串连的示意图；
图7是在根据本发明该实施例的低压电力线高速数据通信系中，高频信号线将不同楼层电表箱内的多个用户的电表串连的示意图；
图8是实现根据本发明的低压电力线高速数据通信系统的高层塔楼组网的示意图；
图9是实现根据本发明的低压电力线高速数据通信系统的多单元低层板楼组网的示意图；
图10是实现根据本发明的低压电力线高速数据通信系统的多单元高层板楼组网的示意图；
图11是实现根据本发明的低压电力线高速数据通信系统的商务写字楼组网的示意图；
图12是实现根据本发明的低压电力线高速数据通信系统的宾馆、酒店组网的示意图。

具体实施方式

下面结合各附图，对本发明的具体实施方式进行说明。
参见图1，该图示出了本发明一实施例的低压电力线高速数据通信系统的示意图。如图所示，该系统包括：由电力线3组成的相应住宅区域内现有的小区低压电力线网络；由以太网线2代表的小区接入网络；外部网络，例如Internet 4；通过以太网线2与所述Internet 4耦接的局端主站设备5(PLC-HE，即：电力线载波通信设备-局端主站设备)；电力线3分别与住宅区域内各用户(图中只示出2个)8中的用户端从站设备(PLC-CPE，即：电力线载波通信设备-用户端从站设备)6耦接，各用户端带有一个电表9。其中，高频数据通信线1通过小区低压电力线网络(包括电力线3和电表9，以下为描述方便起见仅以附图标记3表示小区电力线接入网络)将局端主站设备PLC-HE 5和用户端从站设备PLC-CPE 6耦接在一起。于是，可以实现用户端数据通信设备7与Internet 4等外部网络的通信。上述局端主站设备PLC-HE 5和用户端从站设备PLC-CPE 6都是电力线载波通信设备，用于在数据通信中对相关信号进行调制解调。因此，也可以使用任何其他具有调制解调功能的电力线通信设备作为局端主站设备PLC-HE 5和用户端从站设备PLC-CPE 6。
下面参照图2-8说明本发明本实施例的实现细节。
本系统中使用的局端主站设备PLC-HE 5和用户端从站设备PLC-CPE 6的主要技术指标和原理框图如下表所示：
表1主要技术指标

图2和图3分别是局端主站设备PLC-HE 5和用户端从站设备PLC-CPE 6的原理框图。虽然本实施例中实现的是传输速率为14Mbps的高速数据通信，但是，本领域技术人员应当理解，利用本发明的上述系统同样可以完成其他传输速率的高速数据通信。
本实施例中局端主站设备PLC-HE 5传输速率为14Mbps，一般安装在低压配电柜或电表间处，充当外部接入网络2与电力线高速通信网络3之间的桥梁，用于把标准以太网信号转换为适合在电力线上传输的高频信号，并通过电容或电感宽带耦合装置将信号耦合到低压配电网3上。PLC-HE 5需要与用户端从站设备电力线高速载波通信设备PLC-CPE 6配合使用。
接下来参照附图介绍本实施例的低压电力线高速数据通信网络的安装和使用。
1)安装环境
根据现场条件，可采用专用机房、利用已有配电间或采用壁挂机柜等方式安装局端主站设备PLC-HE 5。安装环境应该保证通风良好，保持温度在-20～50℃，湿度10％～90％，提供不间断的220V/50Hz电源。机房、配电间可用面积不小于3平方米，用于放置19英寸标准机柜，机柜深度应大于450mm。壁挂式机柜可用尺寸应大于：400mm×400mm×300mm。放置设备的机柜或机箱应有散热孔，最好就可以配置散热风扇，确保设备散热良好。机房、配电间、机柜或机箱应有足够富余空间放置其它辅助设备，如交换机、光电转换器等，或预留辅助设备安放位置。
局端主站设备PLC-HE 5安装处提前铺设必要的宽带出口，如光纤、VDSL、ADSL等。机箱中提前接好220V/50Hz电源线、以太网线(与宽带出口相连)、高频信号线(用于将高频信号耦合到电力线网络上)。
2)硬件安装
将以太网线插入到PLC-HE 5的RJ-45以太网口(图中未示出)，PLC-HE 5将自动识别以太网线的交叉或直联，无需设置；提前铺设的高频信号线插入PLC-HE 5的高频信号RJ-11接口；为PLC-HE 5连接电源，PLC-HE 5的Power灯和PLC灯常亮，说明设备状态良好。至此，PLC-HE 5安装完成。
此外，也可以不使用另外的高频数据通信线1而将高频数据通信信号直接耦合到电力线3上，即直连耦合方式。图4示出的正是这种直连耦合方式。其中所用到的局端主站设备PLC-HE 5与采用高频信号线耦合方式的组网方案中使用的PLC-HE 5的性能指标完全一样，不同之处在于，在直连耦合方式中，PLC-HE 5内部没有将信号和电源部分完全分开，高频信号直接经过PLC-HE 5内部的信号耦合部分耦合到该PLC-HE 5的电源线上。也就是说，信号和电源是复用相同的一根电源线。因此，局端主站设备PLC-HE 5没有单独的高频信号线，在将PLC-HE 5接通电源的同时，高频信号也通过电源线注入到所用的墙壁电源连接的电力线网络中。在这种直连耦合方式中，通过对局端主站设备进行适当配置实现高频数据通信信号耦合到电力线网络3上，因此省却了高频信号线。但是，这种耦合方式需要对现有的电力线网络进行改造，例如，将PLC-HE 5的电源/高频信号接线端耦接到现有的电力线网络中的墙壁电源上，所以这一过程中有电接触。因此，这种直连耦合方式优选地适合在小范围住宅区域内使用。
在进行数据通信时，PLC-HE 5的Power灯和PLC(调制解调)灯常亮，ACT灯和ETH接口状态灯闪亮。如果ETH指示灯不亮，表明设备与以太网交换机或计算机连接不正常，应该检查以太网线。如果多台设备同时通信，COL灯有可能闪亮，表明有冲突发生，不影响使用。
当采用高频信号线耦合方式进行组网时，可在每个电表9出线端的火线和零线处分别使用适合的耦合装置将高频信号线耦合到电力线上。电表集中放置时，此种方案优势明显。对于电表分层放置的情况，需要在局端主站设备PLC-HE 5至各楼层电表之间利用原有电力线管道布设高频信号线。整个安装过程没有电接触，也不改变原配电网结构，安全方便。
在用户家庭，直接将用户端从站设备PLC-CPE 6插入墙上插座，PLC-CPE 6的USB接口连接计算机，即用户端数据通信设备7，并安装相应的驱动程序，即可实现自PLC-HE 5与PLC-CPE 6的可靠数据通信。当然，与PLC-CPE 6连接的也可以是任何需要实现高速数据通信功能的通信设备。此外，如果家庭中由于手机充电器、电子节能灯、部分计算机电源等家用电器的干扰，无法可靠通信，则需要在相应的家电与墙上插座之间加装信道优化装置，以达到抗干扰的目的。
PLC-HE 5的以太网接口直接同小区的以太网交换机20相连，为降低电力线网络的广播域，确保网络性能及出于安全性考虑，优选地，连接PLC-HE 5的交换机20设置基于端口的VLAN(虚拟局域网)，以便支持端口隔离。
虽然本实施例中用户端主站设备PLC-HE 5通过以太网连接方式与网络交换机20和外部网络4耦合，但是，本领域技术人员应当理解，也可以根据需要使用其他类似的连接方式来实现PLC-HE 5与网络交换机20和外部网络4之间的耦合。这些内容属于网络通信领域公知的知识，在此不再赘述。
3)耦合装置
局端主站设备PLC-HE 5将以太网信号转换为电力线高频通信信号，并通过高频耦合装置将该高频通信信号注入电力线，从而基于现有的小区电力线网络进行数据通信。在本实施例中，耦合装置采用带安装扣、可拆卸式磁环，安装过程没有电接触，安全方便。进行信号耦合的电表出线长度至少需要5cm。
耦合磁环可选用由日本TDK公司生产的ZCAT系列，视电力线线径大小，有多种规格可供选择。例如：
ZCAT3035-1330规格：
(1)内径：13mm
(2)外径：30mm
(3)长度：35mm
ZCAT2132-1130规格：
(1)内径：11mm
(2)外径：21mm
(3)长度：32mm
ZCAT2032-0930规格：
(1)内径：9mm
(2)外径：20mm
(3)长度：32mm
当然，也可以根据组网环境使用其他合适的电磁耦合装置。
此外，也可以通过电容耦合装置将高频信号线上承载的高频数据通信信号注入电力线。但是，由于电容耦合装置本身需要在有源环境下工作，因此，电容耦合方式在操作中涉及电接触，比较适合在小范围住宅区域内使用。
4)高频信号线
高频信号线可选用符合GB/T 50312-2000标准的4芯非屏蔽双绞线。
5)高频信号线耦合方法
图5示出了只有一个用户的耦合方法。
如图5所示，将磁环10套在电表9出线端(图中向右拐的分别为火线和零线出线端，以下各图同)，零线出线端、火线出线端上各一个，高频信号线1从磁环10内穿过。为减少信号的衰减，信号线遵循尽可能短的原则，且接点优选地实施焊接而不使用简单的拧接，以增强可靠性。
高频信号利用磁环进行耦合的主要采用了电磁感应定律原理，因此需要注意高频信号线的走向，以免处在同一局端主站设备下不同用户电力线上的高频信号互相抵消，导致降低高频信号强度。高频信号线的走向应当遵循下列原则：同一局端主站设备下的所有电表要完全一致，并且火线和零线的走向正好相反，即形成一个环路。
例如，第一个电表的火线耦合高频信号时，信号线的走向是顺着电表出线电流的方向，那么以后同一局端下其它电表的火线耦合高频信号时，信号线都应顺着电流的走向。在对最末端电表的出线端耦合完成之后，将高频信号线的两个端子进行焊接，并用胶布包裹，从而形成一个环路。图6示出了同一个电表箱里有多个用户的电表(图中为2个)时，高频信号线将各个电表串连。
图7示出了在不同楼层电表箱之间高频信号线耦合时的走向。图中示出了高频信号线1耦合到两层楼(以虚线为界)中多个用户的电表(图中为4个)上的接线情况。如图所示，高频信号线将各个电表串连，并且形成一个环路。
在进行现场布线及高频信号耦合时应该注意：同一个局端主站设备PLC-HE 5所引出的高频信号线，对于与其相应的所有用户端应保证走线方向一致。另外，在遵循上述规则的同时，电表箱内走线要特别注意安全，布线要尽量美观，不要破坏原有电气设备和有关设施。务必注意不要将高频信号线与电表箱等接地设备短接，否则有可能烧毁设备。电表箱外尽量避免走明线，如确有必要，有关线缆可走进线槽或者PVC管。
6)典型组网方案
a)高层塔楼组网
如图8所示，高层塔楼视每层用户的数量及每个局端主站设备PLC-HE 5所带用户端从站设备PLC-CPE 6的能力来决定每个PLC-HE 5所管理的楼层数量。例如在北京国家电力公司月坛小区，每层有8个用户，可以为每三层的24个用户设立1个局端主站设备PLC-HE 5。为描述清楚起见，图中只示出了每层的一个用户8，以及其中的两个PLC-HE 5。其余的连接与此类似。
b)多单元低层板楼组网
如图9所示，多单元低层板楼由于楼层较少，每个单元的用户数不多，可以在2-3个单元设立1个局端主站设备PLC-HE 5。如沈阳电业新村每单元有10个用户，可以为每3个单元设立1个局端主站设备PLE-HE 5，管理30个用户。
c)多单元高层板楼组网
如图10所示，多单元高层板楼在每个单元设立1个局端主站设备PLC-HE 5。例如北京华能集团白纸坊小区楼高9层，每单元18个用户(图中只示出其中3个)，可以为每单元设立1个局端主站设备PLE-HE 5，管理18个用户。
d)商务写字楼组网
如图11所示，对于为整个商务写字楼提供电力线高速载波通信接入的情况，可以参见上述高层塔楼、多单元低层板楼和多单元高层板楼的组网模式。由于写字楼没有楼层电表，因此将在电表后耦合改为在楼层配电柜处(图中未示出)耦合。
对于为商务写字楼的某个办公室提供电力线高速载波通信接入的情况，如图11所示，只需将局端主站设备PLC-HE 5的电力线接口插入任一墙上插座30，即可在其他墙上插座30享受有线移动网络带来的便利。如图可见，在此种组网方案中，使用的是如上所述的直连耦合方式将高频数据通信信号耦合到电力线网络上。
e)宾馆、酒店组网
对于小型宾馆，只需在总配电柜处安装局端主站设备PLC-HE5，就可以在每间客房内的墙上插座30上网。
对于大型酒店，如图12所示，在每层安装局端主站设备PLC-HE 5，再将各局端主站设备PLC-HE 5通过以太网5类双绞线2耦接到支持基于端口VLAN的网络交换机20上。如图所示，在该组网方式中使用上述的直连耦合方式将高频数据通信信号耦合到电力线网络3上，从而且实现每间客房内用户端通信设备7(图中只示出每层中的一间客房，即一个用户端中的通信设备7，其余省略未示出)与外部网络，例如Internet 4之间的高速数据通信。
实际上，虽然上面列举的组网方式分别使用高频信号线耦接方式或直连耦接方式实现高频数据通信信号与小区电力线网络3之间的耦合。但是，本领域技术人员通过上面的描述可知，上述每种组网方式都可以使用高频信号线耦接方式或直连耦接方式这两种方式进行组网。
此外，本发明同时还提供了一种用于在上述本发明的基于小区电力线网络的系统中实现数据通信的方法，该方法包括步骤：
将所述小区接入网络2和小区电力线网络3耦合在一起；
将所述小区接入网络2与外部网络4耦合在一起；
从而，使得小区电力线网络3中对应的各用户端通信设备7通过小区接入网络2和小区电力线网络3与外部网络实现数据通信。
在上述本发明的方法的一种优选实施方式中，在所述系统的小区电力线网络3入口端设置至少一个局端主站设备PLC-HE 5，以及在所述小区电力线网络3的各出口端设置与所述局端主站设备相匹配的至少一个用户端从站设备PLC-CPE 6；使所述局端主站设备PLC-HE 5与外部网络4通过所述小区接入网络2耦接在一起。从而，通过相应的用户端从站设备与所述局端主站设备的协作，与各所述用户端从站设备6连接的数据用户端数据通信设备经由所述小区电力线网络3以及所述小区接入网络2与外部网络4进行数据通信。
通过上面对本发明的在基于住宅区域中的小区低压电力线网络的系统中实现高速数据通信的系统和方法的具体实施例的介绍可以看出，本发明至少可以带来以下益处。
1)可以解决宽带到小区后的最后300米问题，实现从配电开关柜或电表间至用户家庭的电力线宽带接入网，无需布线、无需穿墙打洞、不破坏装修，节省人力物力。是宽带入户的理想解决方案。
2)可以在家庭宽带入口处加装系统局端主站设备PLC-HE
5，其以太网口同入户宽带接口相连，其电力线接口插入家中任一墙上插座，即可在家庭任一有墙上插座的房间享受有线移动网络带来的便利。
3)带宽例如可高达14Mbps，吞吐量高达6Mbps，完全满足家庭内部多台计算机联网的需要，可以实现Internet连接、打印机、文件等资源的共享，也可以进行多人互动在线网络游戏。实现这一切无需布线、不破坏装修。
4)进一步将通信模块嵌入家电中，可以提前享用智能家电带来的生活便利。
5)利用永久在线特性(除非小区电力供应中断)可以搭建集安防、监控于一体的数字化家庭。
6)建立集社区电子商务服务和远程抄收水电气热表计的数字化社区。
7)可实现中小企业的内部联网，无需布线，具有良好的移动性。
8)特别适合宾馆酒店的客房宽带接入，无需满配置。入住旅客只需租用电力线高速载波通信设备即可实现上网。
虽然上面已经结合具体实施例对本发明进行了详细描述，但是，正如本领域技术人员所理解的，本发明并不局限于上述实施例及其各个构成部分的细节的限制。在不背离本发明的基本原理和精神实质的前提下，本领域技术人员还可以对上述实施例做出各种改动和变形。总之，本发明的保护范围只由附后的权利要求述限定。