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【摘要】
本文从低压电力线通信上网原理和电力线网络体系结构角度出发，对建立在低压电力线通信基础上的计算机网络系统结构进行了介绍，并在此基础上对电力线网卡控制器接口硬件与软件模块设计展开了研究。
【关键词】
低压电力线通信技术；计算机网络；应用
前言
在电力输送网有效运行的基础上，电力线通信技术的有效应用可以促使不同的节点在电力通信网络当中实现有效的连接，这一过程中可以促使该网络同其他网络之间有效的展开通信。现阶段低压电力线通信技术在使用过程中，作为一种重要的通信方式能够在多媒体业务中实现有效的图像、语音以及数据的快速传递。本文从低压电力线通信技术在计算机网络中的应用入手展开了研究。
1建立在低压电力线通信基础上的计算机网络系统结构
1.1低压电力线通信上网原理
现阶段，居民小区当中在对网络进行应用的过程中，需要将机房构建于小区当中，其中包含的设备有交换机和出口路由器，PLC局端仪器存在于楼道当中，其运行过程中可以实现覆盖信号的功能，这一过程中，民用电力线为220V，替代以往的以太网进行高频信号的传输，三相四线电线在对信号进行耦合的过程中，需要对耦合器进行应用，促使加载和传输信号得以实现。这一过程中，使用者上网过程中重要的信号传递媒介就是电力线，其可以充当网线使用。本文在积极展开研究的过程中，拟集中放置不同的单元电表，电表性对其进行接收的过程中，需要对信号回路进行应用，供电线路要想对信号进行耦合，需要将磁环作用于使用者的电表之上，而在这一环节以后，强磁干扰在电表中的存在是无法对信号产生严重的影响的，同时还能够均匀的分配信号，电源总负荷在发生转变的过程中也无法对其产生较大程度的影响[1]。在应用低压电力线进行上网的使用者，在对其使用的过程中应对电力猫即PLC用户端设备进行利用，其运行过程中可以同使用者室内的电源插座进行有效的连接，PLC主控设备存在于配电变压器一端，二者实现连接的过程中，需要在电力线这一媒介的基础上实现，这一过程中不需要进行拨号，相关网络信息可以有效的在线进行传递和接受，这样一来，最后100m的接入就可以在电力线上网中有效体现。
1.2电力线网络体系结构
作为一种局域网，电力线网络系统运行过程中，传输的介质为电力线，多止碰撞的载波检测是数据通信过程中的主要标准，可以对CSMA机制进行有效的规避，同时该结构主要以四层网络体系结构为主，具体体现如下：（1）物理层。比特是该层的数据单位，该层运行过程中，可以将物理链路功能提供给上边的数据链路层，促使传输服务体现出比特流透明的特点，其下边连接的物理媒体，运行过程中能够对其设备以及电气等作用以及特点在网络接口中的体现进行确定。该层处于地层位置存在于低压电力线网络内部，传输媒介是电力线，技术基础为正交频分复用。（2）链路层。该层在运行过程中，可以对数据进行传播，数据特点是PDU建立在帧的基础上，传递的途径是不同链路中的节点。话前侦听策略别有效应用于物理链路当中，运行中可以实现延时的随机性并进行传输，如果物理链路存在一定的不可靠性，要想在最快的路径当红对数据包进行收发，需要对相关冲击机制进行有效的避免，提升数据传输的可靠性。（3）网络层。分组并转发数据主要有该层进行，其可以科学的选择路由，逐条的将分组从源站向目的站进行传递的过程中，需要以路由表为基础，其运行中可以对网络负载进行有效的适应，并可以保证路由表实现实时更新。（4）应用层。其运行过程中，处于该网络的顶端，是同使用者进行直接接触的关键部分，可以将不同的访问服务提供给使用者，促使其对条件不同的网络资源进行利用，例如，打印和e-mail等[2]。
2电力线网卡控制器接口模块设计
2.1硬件设计
控制器接口电路在电力线网卡当中的体现，包含三个主要部分，分别为RJ45、隔离变压器和电力线接口芯片。隔离变压器存在于RJ45和RHY网络芯片之间，运行过程中，可以促使连接隔离在局域网同RHY网络芯片之间实现，扼流圈存在于H1102当中，在运行中，能够对共模信号进行有效的消除，促使信号错误在共模干扰基础上产生的几率大大降低，信号处理如果在隔离变压器的情况下得以实施，能够在网线当中对RJ45进行传输[3]。数据总线存在于网卡芯片当中，在运行中能够同CPU进行直接连接；地址线在使用过程中，可以有效的对内部寄存器进行选择，CPU在同读引脚进行连接的过程中，主要针对对象为nOE，写引脚在运行中主要同CPU当中的nEW进行连接；在中断的背景下，如果网络结构芯片得到运行，CPU中的ENT1是接收中断请求的关键；nGCS3引脚存在于CPU当中，需要接入芯片选通的引脚；复位电瓶在CPU和91C113当中完全相反，在这种情况下，在经过反相器以后才能够促使复位信号在CPU当中有效传递到RESET引脚当中；接口芯片针对网络来讲，信息交互现象在外部接口和隔离变压器中的体现是实现信息输入域输出的关键[4]。网卡当中拥有专门的隔离变压器，标准RJ45接口插座需要对输出端进行接入；在对工作状态在网络系统中的体现进行充分表示的过程中，应将两个发光管应用于91C113当中的LANLED和KLED引脚当中，促使现阶段所拥有的数据传输以及连接等状态得到有效的指示。
2.2软件设计
当加电复位产生于系统当中的过程中，使用者将EPROM进行预先设定的内容将被读取，包括MAC寄存器组、基本配置和Base等寄存器。软复位命令存在于RCR寄存器当中，在对其进行应用的过程中，可以促使复位在MAC寄存器组当中得以实现，其中不包含ConfigBase，MAC，复位缓冲区当中的实现需要对寄存器当中的软复位命令进行应用。在进行数据发送的过程中，如果数据包从上一层协议当中传递过来，应首先对其大小进行判断，并对内存管理单元进行应用，向分配缓冲区发起使用权申请。内存管理单元在运行中的单位为“页”，共拥有2048个字节存在于每一页当红，如果得到了成功的缓冲区分配，包号码需要在包号寄存器中获得，对指针寄存器进行获得。数据以及指针两种寄存器应用的过程中，两个字节是数据使用中的单位，当数据寄存器逐一被其进行经过的过程中，可以插入到缓冲区当中[5]。当缓冲区中包含了全部的数据以后，命令的发送需要建立在内存管理单元对队列进行的基础上，在现有包号的背景下，缓冲区成为数据传送的起点，网络成为目的地。在完成发送以后，需要对内存管理单元进行应用，对已发送数据进行释放，其中还存在部分已经被占用的缓冲区容量。
3结论
综上所述，现阶段，计算机网络在运行过程中对低压电力线通信技术的有效应用，促使其产生更加便捷的接入途径，成本降低的同时，兼容性保持良好。使用者在对其进行应用的过程中，家庭环境更加舒适和便捷，是我国信息化、网络化在未来电力线上网当中的关键基础。在这种情况下，本文在积极研究低压电力线通信上网原理和电力线网络体系结构的过程中，对电力线网卡控制器接口模块设计展开了论述，希望对我国该领域的快速发展起到促进作用。
作者：秦俊波 单位：鹤岗市公安边防支队
参考文献
[1]黄荣辉.电力线通信（PLC）计算机网络关键技术及其应用研究[D].电子科技大学，2002.
[2]李红.基于电力线载波和GSM网络相结合的自动抄表系统研究[D].吉林大学，2004.
[3]戚佳金.低压配电网电力线载波通信动态组网方法研究[D].哈尔滨工业大学，2009.
[4]金凌英.电力线载波通信系统中信号干扰和扩频技术的研究[D].上海交通大学，2008.
[5]赵峰.低压电力线载波通信模块协议软件的研究与实现[D].电子科技大学，2006.
