CN102177729A - 用于读表和其他通信服务的在电力线上的可靠的、长距离的数据通信 - Google Patents

Abstract

在电气电力线上为电力线通信(PLC)提供系统、方法和计算机程序产品，包括可安装在电气配电变压器(DT)附近来提供高速接口的装置并与一个或多个接入装置通信，所述接入装置为通过RS 232、RS485、光学、无线和以太网上的模拟信号或数字信号提供低速接口。所述装置将到/来自在电气线上的这些接入装置的数据传送到在一根电线的一条或多条金属线上或在多根线上的其他中继器，并用来增强和改进信号质量。一检测到金属线或线承载数据正有问题，就在其他金属线上发送所述数据，并且电力线一有故障就利用到移动/GSM和WiMax网络的无线后备。所述装置允许公用事业和其他来读取电表、监测配电网的电力质量和检测电力损耗/故障/中断。

Description

用于读表和其他通信服务的在电力线上的可靠的、长距离的数据通信

技术领域

本申请要求2008年8月8日提交的，题为“Reliable，Long-Haul Data Communications over Power Lines for Meter Reading and Other Communications Services”(用于表读数和其他通信服务的在电力线上的可靠的、长距离的数据通信)的美国临时专利申请N0.61/087,444的权益。

技术领域

示范性实施例一般涉及通信，且更具体地涉及在电力系统上的通信。

背景技术

电力线通信(PLC)指用于在导体上承载数据的系统，典型地用于电气电力传输。PLC的可替代术语包括电力线载波，干线通信，电力线远程通信(PLT)和电力线联网(PLN)。

在这些系统中，电能可在高压传输线上传送，在中压上配电，和典型地以低压使用于建筑物内。电力线通信也能应用在每一阶段。尽管有能在两个级别之间跨越的系统，诸如配电网络和建筑物布线，但是PLC系统通常限制于单套电线，诸如建筑物布线。

典型地，通过在布线系统上提供调制载波信号来操作PLC系统。不同类型的电力线通信可使用不同频段，这取决于表示所使用的电力布线特征的信号传输。电力布线电路具有承载更高频率的有限能力，因为电力布线系统最初打算用于交流电力传输。对于电力线通信的每种类型，传播问题是限制因素。

在电力线通信系统上的数据率可以变化大。例如，高压传输线上的低频(100-200千赫)载波可承载一个或两个模拟语音电路，或者可替代的是，具有等同数据率的控制和/或遥测电路。这类电路可能是无数公里长。更高的数据率是可用的，但一般具有较短范围。例如，局域网(LAN)可以每秒兆比特(Mbps)操作并将可能覆盖建筑的单层。

在电力线(BPL)上的宽带通过在电力线上接收和发送无线电信号而使用PLC来提供到诸如因特网的网络的接入。BPL系统可以利用，例如高架的中压(MV)或低压(LV)电力线，来传送多-每秒兆比特(multi-Mbps)的数字信号。然而，这些系统可遭受一些严重缺点之苦。

作为其中之一，如上所述它们具有有限的范围，在该范围之后需要信号中继器。然而，例如在高架电力线环境中中继(repeat)信号是个问题，因为再生信号与原始信号相干扰并降低了整体带宽。

其次，这类系统是固有的不可靠的。当电力线故障时，例如由于线路故障、装置失灵、天气/雷击造成的故障、过载变压器、熔断的保险丝或其他原因，它们的通信能力可能受到破坏。

因此，公用事业，特别是电力公用事业需要具有高有效性的可靠的载波级通信系统，并且该系统能到达在城市/郊区和农村/偏远地区的更远距离。需要和期望这类系统和配套的方法来管理和控制配电网上的数百万的装置。

发明内容

所述实施例提供高可靠和长距离及高容量、高速的通信系统。该系统可利用唯一地与其它通信技术和集成接口相结合的电力线来用于读表、电力质量监测和负载管理，同时为公用事业和它们的客户提供宽带数据和语音通信。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，提供以负载分担方式在多根中压(MV)或低压(LV)电力线上发送/接收数据的能力，从而提供更高的聚合数据率(aggregate data rate)。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，提供来提供更高可靠性的能力。例如，如果数据通信在一根电力线或一相上有故障，在特定实施例中，单元可自动切换到另一电力线而不会中断所述通信。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，提供中继数据流量而不会造成任何带宽损失的能力。这可通过例如“空间频分复用”来完成：在示范性中继器的输入和输出侧使用不同的频率设置，通过允许所述中继器的输入和输出连接在不同的电力线和/或相上，和/或对已知耦合器提供创造性的改进。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，提供中继数据流量而不会造成任何带宽损失和/或减少带宽损失的能力。在特定实施例中，这可通过使用创造性的耦合器来完成，由此被中继的信号不会与原始信号和/或信号干扰，和/或干扰最小。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，提供在示范性中继器上提供低速数据端口用于连接到公用事业装置，诸如电表、电力质量监测装置、开关和/或在配电网和/或其它地方的任何地方的其他装置，的能力。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，如果电力线有故障，经由移动/蜂窝/无线网络，使用来自示范性中继器的自动备用传输，来提供指令和/或控制消息的可靠的通信。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，提供用于管理基于地理区域的电力线段上的频率分配和信号增益的准静态载波频率规划。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，例如，在所述电力线的任何位置处的单一和/或许多(任何)示范性中继器上提供光纤“添加和/或去除”或以太网接入能力。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，提供用于与多厂商电表和传感器通信。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，为具有光LED端口的电表提供光接口适应。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，为与非标准电表通信，提供异步包组合/分解算法。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，为多服务供应商共享，提供安全的带宽共享逻辑网络覆盖，例如中压或低压电力线。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，为网络管理提供移动/无线通信备用通道。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，提供使用移动/无线备用通道的电力线故障和断电通知。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，为使用现有的到具有一个或多个建筑物内配电变压器的建筑物的光纤链路或地下段，提供到光纤电缆桥的无缝中压线；

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，为客户建筑物内部的负载管理(LM)提供混合无线和/或电力线通信；

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，例如，为用户建筑物备用供电装置，诸如稳压器，逆变器和不间断电源(UPS)，提供集成PLC能力。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，为移动/蜂窝塔中使用的“塔电力”备用电源提供集成PLC通信能力。

在本文中的特定示范性实施例、系统、方法和计算机程序产品中，提供拨打和接收电话、监测诸如烟雾报警器的安全装置、在客户建筑物和多住宅单元(MDU)的公共区内进行语音通知的能力。

下面参照附图详细描述不同实施例的进一步的特点和优势，以及结构和操作。

附图说明

本发明的上述的和其他特征和优势，将从附图中所示出的，下面的该发明的示范性实施例的更具体的描述而变得明显。在该图中，相同的参考数字一般指示完全相同、功能相似、和/或结构相似的元件。元件第一次在其中出现的图由相应的参考数字中最左边的数指示。优选的示范性实施例在下列图的详细描述中论述如下：

图1是本实施例的功能框图，示出示范性系统和示范性外部接口和通信链路；

图2A示出根据本实施例的中继器的示范性实施例的框图；

图2B示出用于三相线的空间频分复用的示范性图；

图3A、3B、3C和3D示出根据本实施例的具有和不具有内置的用表测量和/或传感功能的示范性表接口单元(MIU)的各个框图；

图4示出根据本实施例的示范性用户供电单元的框图；

图5示出根据本实施例的在多住宅单元(MDU)中的语音和数据通信的示范性实施例的框图；

图6示出根据本实施例的示范性低压(LV)网关的框图；

图7示出根据本实施例的示范性适配器的框图；

图8示出根据本实施例的可联合、可连同和/或可替代特定组件使用的计算机系统的示范性实施例；

图9A、9B示出根据本实施例的示范性耦合器；

图10描绘了示范性流程图，根据示范性实施例说明示范性电力线通信(PLL)和/或电力线宽带(BPL)系统环境的示范性基本通信；

图11描绘了示范性流程图，根据示范性实施例说明在示范性电力线通信系统中的不同示范性表连接类型的示范性读表流程；

图12描绘了示范性流程图，根据示范性实施例说明示范性电力线通信系统环境的示范性远程断开过程；

图13描绘了示范性流程图，根据示范性实施例说明示范性过程，通过该过程，示范性客户可在示范性电力线通信系统环境上从示范性中央服务器获得数据访问；

图14描绘了示范性流程图，说明断电管理的示范性过程，该过程阐明了根据示范性实施例，使用示范性电力线通信系统环境，来进行断电的示范性监测、通知和报告；和

图15提供根据本实施例的先进的实现系统。

具体实施方式

下面更详细地讨论包括优选实施例的不同的示范性实施例。虽然讨论了具体的实施例，应理解这仅用于说明的目的。相关领域技术人员能认识到，可在不脱离本发明的精神和范围下使用本文提供的该系统、方法和特征。而且，本文引用的任何和所有参考，应通过以它们各自整体的参考纳入本文。

目录

一概述

二电力线通信(PLC)系统

三中继器(102-106、122)

四表接口单元(132、134)

五用户供电单元(148)

六宽带实施例

八低压网关和适配器

九示范性基本通信过程

十示范性读表流程处理

十一示范性远程断开过程

十二示范性的通信的客户使用

十三示范性电力中断处理

十四示范性处理和通信实施例

一、概述

在一个或多个实施例中，提供方法、系统及相应的计算机程序产品，用于在诸如中压(MV)和低压(LV)电力线的电气电力线上的数据传输。例如，该实施例可涉及图1中作为示范性中继器102、104、106和/或122示出的单元，并在下面进一步描述，例如，该示范性中继器可安装在配电变压器附近或可访问中压电力线的任何位置。

在示范性实施例中，该示范性中继器102、104、106和/或122可提供高速光纤接口和一个或多个低速接口，诸如，例如，RS232、RS485、光和以太网接口。各种外部设备，举几个来说，来自一个或多个不同制造商的，诸如例如电表、电力质量监测装置、电子标牌、WiFi(无线保真)接入点装置、移动/GSM(移动特别小组)、基站收发台(BTS)或低压(LV)网关，能使用这些标准接口连接到这个示范性中继器单元。

该中继器可在线上，诸如中压电力线116、118、120，将到/来自这些接入装置的数据，传送到连接到该中压电力线的其他中继器。上述是示范性实施例，如任何其他电力线一样地，包括低压(LV)电力线。在示范性实施例中，该数据能以负载分担方式，例如，在中压线的一条金属线(也称为线，或“相”)或两条或三条或更多条金属线(线或相)上发送。

在示范性实施例中，如果该中继器检测到一根电力线(或相)正有承载数据的问题，该中继器可自动在一条或多条其他中压金属线上发送该数据，提供具有内置冗余的稳固系统。在示范实施例中，如果电力线有故障，该中继器可提供诸如示范性备用无线接口170的备用接口，经由通常可用的无线服务，诸如例如移动/GSM和/或WiMAX(全球微波接入互操作性)网络，来通信。示范性中继器还可提供一个或多个直流/交流电源，为外部设备，诸如WiFi接入点，来供电。

该实施例包括唯一的中继器能力，允许数据在电力线上，诸如例如在中压电力线上，行进更远距离。在示范性实施例中，公用事业和/或其他实体可利用该中继器，来举几个能力来说，例如读电表、监测配电网的电力质量和/或检测故障/断电。在示范性实施例中，电信和无线服务供应商可在蜂窝电话塔(cell phone tower)之间提供回程链路160，来例如在农村/偏僻和/或人口稀少地区提供城市范围的WiFi接入点以及宽带互联网和电话。

在示范性实施例中，例如，公用事业公司和/或其他实体可以可靠地和/或远程传送和/或接收数据，包括内部数据。示例包括发送和/或接收与自动读表(AMR)有关的数据、电力质量监测，与开关和/或电容器组和/或用于温度和油位的传感器通信、电力中断检测和/或客户负载管理和/或其他相关功能。本实施例也可由服务供应商使用，使用进入客户建筑物的低压(LV)电力线和/或无线接入，来向他们的客户提供语音和/或宽带互联网服务，还可由例如公用事业、城市政府当局或服务供应商使用，来在电力线(例如中压线)上将数据发送到和/或从安装在电线杆或客户建筑物上和/或附近的安全装置/摄像机、电子标牌和传感器发送数据。

二、电力线通信(PLC)系统

回到图1，下面提供结构和功能元件的更详细的意见。该图示出根据本示范性实施例的示范性系统100。重要的是注意：图1和下面列出的其他图中提供的结构和功能元件仅为了说明目的而提供，并且不能认为以任何方式或为了本文所提出的实施例所要求的来限制。

系统100为了在电气电力线上的数据传输而提供。系统100包括一系列中间中继器102、104、106、集线中继器122，具有一系列中压耦合器108、110、112、114，该一系列中压耦合器108、110、112、114将中继器102-106、122连接到中压电力线116、118、120。

系统100特别示出中继器102-106、122和连接在示范性三相中压线(中压线116-118)的段上的相关耦合器116-120，以及到与之通信的示范性外部实体的示范性通信接口。

该中继器也可使用任何已知技术类型，通过任何类型的可替代的连接，来彼此连接。例如，该中继器可经由物理、光纤、以太网、光或无线接口连接。一些实例如图所示。例如，中继器102、104可通过中压线116、118，通过光纤接口162或无线接口166、168连接。在由网络管理系统156管理的系统中，集线中继器122和任何其他中继器可通过外部IP网络158(诸如因特网)，通过回程以太网或光纤连接160连接。

中继器102-106、122也可连接到任何类型的装置。如图所示，中继器102、104、106分别连接到中压用户装置124、126、128，或连接到低压用户装置136、138、用户供电装置148、用户数据/语音装置154等等。任何类型的装置可直接或间接地连接到中继器。

在示范性实施例中，电力分站附近和/或离电力分站最近的中继器可称为集线中继器。例如，集线中继器122可能是电力分站附近和/或离电力分站最近的中继器。

示范性集线中继器122可能有与中继器102-106相同和/或改良的功能。示范性集线中继器122和中间中继器102-106可通过例如以太网和/或光纤(以太网/光纤)接口连接164，连接到例如低压网关130。

在示出的实施例中，低压网关130提供到三根低压电力线(相)142、144和146的连通性，尽管可使用任何其他数量/组合的线。例如，线144、146分别提供到示范性表接口单元(MIU)132、134的连接，132、134进而可穿越用户装置接口140连接到低压用户装置136、138。

如图所示，示范性低压线142可提供到用户供电装置148的连接，用户供电装置148具有用户数据端口150。如另一个示例，示范性低压线142也可经由用户数据/语音适配器152，提供到一个或多个用户数据和/或语音装置154的连接。

此外，对于在中压线上的更长距离的通信，该系统可包括一个或多个额外的中继器(未示出)，来增大信号电平，并允许系统100的任何图示组件在例如更长距离上的高带宽处彼此通信。

如图1所示，集线中继器122可连接到一根、两根或多根中压线116-120，并且到每根中压线116-120的连接可使用示范性中压耦合器108-114来达成。在示范性实施例中，可唯一地制造线耦合器，诸如图示的中压耦合器116-120。在可替代实施例中，该线耦合器，诸如图示的中压耦合器116-120，可根据本实施例通过改造商用的中压耦合器来创建。示范性商用耦合器是例如由佛罗里达州的彭布罗克松林(Pembroke Pines)的ARTECHE USA提供的设计，并且可例如，根据本实施例，一经改造后就电容性地或电感性地耦合到中压线116-118。这类商用耦合器可根据下面进一步描述的本实施例来改造。

图9A示出示范性实施例，其中示范性耦合器108可操作来用支架902将其固定在示范性中压线(杆)116上。图9B示出另一示范性实施例，其中另一示范性耦合器110可操作来用支架904将其固定在示范性中压线(杆)116上。

该中继器提供在单一或多根线上，诸如中压线或低压线上的PLC通信。例如集线中继器122，可在单一或多根中压线116-120上与中间中继器102或另一个集线中继器(未示出)通信。类似地，例如中间中继器102，可在单一或多根中压线116-120上与另一个中间中继器104或集线中继器122通信。

在示范性实施例中，该中继器检测和处理它们之间的通信问题。例如，如果中继器102检测到在一根中压线116上的通信正有问题，基于例如通信重试和/或缺少超时后数据发送的确认，中继器102可自动切换(或者可替代地是，由系统操作者(未示出)强制切换)到一根或多根其他中压线118。因此，在这些示范性实施例中，系统100提供了唯一的冗余能力。

此外，根据下面进一步描述的示范性实施例，两个或更多中继器之间的通信可能并行地和/或同时地在单一中压线116或多根中压线116-120上行进，从而提供负载分担机制和较高的带宽总和(aggregate bandwidth)。

在示范性实施例中，每个中继器具有一个或多个标准IEEE 802.3x以太网端口，该端口可配置成支持不同的速度，举几个来说，诸如例如10Mbps、100Mbps和/或1000Mbps。例如，每个示范性中继器也可有一个或多个光纤端口，或用于电信技术的其他类型的其他类型的端口。例如，集线中继器122示出具有到外部网络158，诸如示范性外部因特网协议(IP)网络，的以太网和/或光纤(以太网/光纤)接口连接160。

在示范性实施例中，每个示范性中继器可以维护，连接在它的端口，诸如以太网和/或光纤端口上的装置的介质访问控制(MAC)地址的列表，并且该MAC地址和/或其他相关信息对于逻辑网络中的其他中继器是可用的。如图所示，外部网络158可提供连接到这类外部物品，诸如中央服务器、网络管理系统(NMS)、网络电话(VOIP)服务器和/或其他装置，共同标记为158。

在示范性实施例中，多个中继器可配置来创建可由网络操作者定义的“逻辑网络”，诸如网络管理服务器156，例如，在示范性实施例中，一个或多个中继器，诸如集线中继器122，可被指派为中央协调者(CCO)，其职能可包括管理这个逻辑网络的安全和/或其他操作。在一个或多个实施例中，部分或全部中继器，包括CCO本身，可使用诸如SNMP或其他协议的标准网络管理协议，与中央网络管理系统(NMS)156通信，用于它们的远程管理和操作。

在示范性实施例中，一个或多个标准和/或协议可用来定义和设置用于包括它的相关组件的逻辑网络的相关步骤。例如，逻辑网络、带宽分配、MAC地址协调、和/或任何作为CCO的中继器的指定，可以遵循PLC(电力线通信)标准或类似物中所定义的步骤。

示范性的这类标准是由HomePlug提供的一个或多个标准，诸如例如HomePlug1.0、HomePlug命令和控制(C&C的)，和/或HomePlug AV标准。HomePlug指用于PLC的工业组，其包括许多公司并为PLC定义规格标准。例如，HomePlug1.0和HomePlug AV分别是用于通过PLC连接装置的组网技术的两个规格。

HomePlug AV标准，可用在示范性实施例中，已设计为使高带宽的应用成为可能，诸如高清晰度电视(HDTV)和/或VOIP作为举例。该标准提供在线上的最大理论带宽，其采用最大可达1155个正交频分复用(OFDM)的子载波的自适应调制，以涡轮(Turbo)卷积码用于纠错和两级MAC组帧。该标准还利用分布技术和128位高级加密标准(AES)的加密类型的使用。

在示范性实施例中，诸如HomePlug AV的标准机制的使用，可用来在中压电力线116-118上创建单独的逻辑网络，其可用于分离不同的服务，诸如例如对于服务提供商的每个或多数的不同使用。

例如，GSM服务供应商可使用中压线，用于BTS和/或基站控制器(BSC)之间的回程连接，而另一个服务供应商可使用用于WiFi热点的不同的逻辑网络，然而公用事业公司可，例如使用用于电表组网和用于智能网应用的中压线116-118。每个逻辑网络可得到保护，并且用于每个应用的带宽分配可由网管NMS 156分配。

三、中继器(102-106，122)

图2A示出示范性中继器102的示范性功能框图，虽然该功能框图可代表任何上述中继器102-106、122，和/或适应本实施例的任何其他类型的中继器。

中继器102包括可提供下列所述功能的一系列非专属的装置。特别是，中继器102包括中继器模块202、204、开关253、输入/输出(I/O)251、模拟前端(AFE)220、222、224、226、增益选择228、230、232、234、开关236、238、备用电池244和电源242。如上述提到的其他组件，该备用电池244和电源242是可选的，因为可提供外部电力。

中继器模块102包括转发处理器模块206、PLC处理器模块208和PLC处理器模块202。中继器模块204包括前处理器214、PLC处理器模块216和PLC处理器模块C/D 218。

在示范性实施例中，PLC处理器模块208是用于载波A的PLC处理器模块，PLC处理器模块202是用于载波A/B的PLC处理器模块，PLC处理器模块216是用于载波C的PLC处理器模块，以及PLC处理器模块218是用于载波C/D的PLC处理器模块。这些非专属功能从下面的说明中将变得明白。

中继器模块102可包括在非PLC类型的电信装置上的连接，包括数据、语音和/或其他电信连接，如装置的左手侧所示。对于这类通信，中继器模块202可包括，例如经由I/O 251连接到开关253的以太网和/或光纤(以太网/光纤)接口160，来提供到外部IP网络158(如图1所示)的连接。还可包括任何额外的连接，诸如用于其它外部通信的接口247、249。外部通信可能是任何一个或多个上述连接，诸如例如任何类型的无线连接。

在图示的示范性实施例中，中继器模块102的的右手侧提供PLC通信能力。在所示实施例中，从开关236起，可提供到/来自中压线116(或任何其他中压线118、120)，和/或到/来自包括中压线116的任何一条或多条金属线或“相”的消息。例如，可经由上游耦合器239提供到/来自集线中继器的消息，和经由下游耦合器241提供到/来自非集线中继器的消息。在示范性实施例中，上游耦合器239和241共同组成上述的耦合器对108(见图1和图9)。也可提供用于上游通信的隔离和电容器装置246，和可提供用于下游通信的隔离和电容器装置248。

从开关238起，可提供到/来自中压线118(或另一中压线116、120)，和/或到/来自任何一根或多根线，或包括中压线118的“相”的消息。例如，可用集线中继器经由上游耦合器243，和用非集线中继器经由下游耦合器245(共同组成上述耦合器对110)来提供消息。可为上游通信提供隔离和电容器装置250，和可为下游通信提供隔离和电容器装置252。

也可向中继器102提供任何类型的外部电力源。在示范性实施例中，电力源240可包括交流(AC)、直流(DC)、太阳能。该电力可提供给电源模块242，电源模块242可包括备用电池244。代替电源242和备用电池244，该电力源可完全来自外部源，诸如例如来自中压和/或低压线源。

如图所示和描述，中继器102也可以连接到一根、两根或多根中压线116、118，并且到每根中压线的连接可使用一个或多个耦合器来达成，如图所示的耦合器对108、110。虽然图示实施例提供经由两根中压线116、118的连通性，可采用关于本实施例任何数目的中压线和相关功能。

在示范性实施例中，中继器102也可安装在一个或多个配电变压器(DT)(未示出)附近或线，例如中压线116、118，可存在的任何其他位置和/或实体的附近。DT是杆式变压器，向相对少量的住宅供电，并可在一个电力公用事业的传送系统的末端使用。单相和三相都典型地能找到。

在示范性实施例中，取决于源自电力分站的中压线数目，可能有多个集线中继器。在城市和/或其他地理区域也可有多个这类电力分站。在示范性实施例中，电力分站可将从发电站来的高压经由传输线转换成中压，例如，在示范性实施例中，其范围从几千伏特到33千伏或更高。

在示范性实施例中，中压线可出现在可观数量和/或所有的居住区和/或在农村/偏远地区附近，并可用来将电能分配到居民区、商业区、工业区和/或其他地区。如示范性实施例，该DT可位于例如高架的杆上，和/或地面上和/或地面下。例如，在特定实施例中，该DT可位于家、设施和/或其他客户建筑物附近。

该DT将中压(MV)降低为低压(LV)，诸如110V和/或220V，这可传送到最终客户。在示范性实施例中，对于特定客户，该DT可位于客户建筑物内，诸如大型公寓楼、酒店、或工业和/或商业大厦内。

集线中继器122和/或中间(其他)中继器102-106可按照本文提出的所述实施例在中压线116、118上彼此通信。在图示实施例中，中继器102-106、122可以包含任何类型的接口，以用于任何类型的连接，诸如数据连接。以太网/光纤接口160和外部通信接口(例如，无线通信)247、249是图示的示例。

以太网/光纤(回程)接口160，例如，可提供到诸如因特网的外部网络158的连接，并可提供到，举几个来说，一个或多个服务器、NMS、和/或一个或多个其他外部公共和/或私有数据通信网络，共同标记为156(图1)，的数据连通性。

在图2A所示的示范性实施例中，中继器102可包括开关253，例如其可能是MAC开关。例如，开关253可能是标准以太网IEEE 802.3MAC层开关。在这类实施例中，例如，中继器102的开关253可在一个或多个I/O接口端口251和中压线116、118之间，或在中压线116和另一根中压线118之间，切换标准IP数据包。这可基于由系统操作者定义的初始系统配置和基于网络中正在发生的动态变化。

参考图1，集线中继器122中的开关253可在光纤端口160和一根或多根中压线116-120之间切换数据。在中间中继器102中，开关253可在中压线116到相同的中压线116，或到另一根中压线118、120之间切换数据。在中继器106中，开关253，在中压线116和例如连接到低压网关130的它的光纤端口164之间，切换数据。

中继器上的光纤端口也可配置为经由开关253连接到另一个中继器，例如诸如，连接中继器102和中继器104的连接162(如虚线所示)。这可能是这种情况：例如，其中光纤，诸如具有地线的光纤是已经存在的，其由公用事业沿着杆或传输塔以他们的优先通行权使用。这也可能是这种情况：如果中压线116的某一段在地下，诸如具有到建筑物的入口，其中DT是安装在建筑物内的(例如，在大型公寓建筑物、宾馆、或大型商业或工业建筑物中发现)。

中继器102可包括一个或多个PLC处理功能，其使用诸如HomePlug 1.0和/或HomePlug AV的标准电力线通信协议，来处理在中压线116-120上的低级PLC。

PLC处理器208、202、216、204可分别将可靠的数据传送到转发处理器(forward processor)206、214。它们也可收到来自转发处理器206、214的数据。在示范实施例中，PLC处理器208、202、216、204可执行物理层功能，包括但不限于错误检测和数据恢复。

转发处理器206、214可执行转发功能。该转发功能包括检查标准物理层的分组数据单元(PDU)头，而再生的PDU被发送到与向外的中压线有关的PLC处理功能。在中继器中终止的PDU，诸如到光纤电力的那些，转换为MAC层帧并发送到MAC开关253。PLC处理功能和转发功能可作为不引人注意的模块(discreet module)或集成电路(IC)芯片来实现。

示范性中继器102可以负载分担方式，在示范性中压线116的一条金属线(称为一“相”)或两条或三条或多条金属线(称为三或多“相”)上发送数据，从而集合在中压金属线上获得的带宽。

在特定实施例中，电容耦合器108、110，其用来将数据信号引入到中压金属线116-120，其是由中压线上具有单一的连接点的单一单元(例如，108或110)组成。在这里，电容器值可选，以致于当通过用于给定的固定频段的数据信号时，它会阻止中压。中继器在同一频段再生信号。因此，数据在中压线116的所有相上传输。

在其他特定实施例中，然而，在单一线的多条金属线上发送数据的能力是可能的。在示范性实施例中，如果PLC处理器208、202、216、204检测到在一根中压线上的物理层正有问题(例如，由于太多错误或重传)，它将继续在其他中压线上发送数据，提供了具有内置冗余的稳固系统。

在这些后面的实施例中，可使用上游耦合器239、243和下游耦合器241、245(图2A)。因此，耦合器108的功能可在独立部分239、241之间划分，而耦合器110的功能可在独立部分243、245之间划分，每个都具有场联接(field-attachable)电容。该上游和下游耦合器中使用的电容值在这些实施例中可不同地设置，允许中继器102操作在不同频段上，用于原始的和再生的信号。

此外，上游和下游耦合器239、241可每个都包括隔离和电容性套管246、248，其安装在中压线116之上，并且为了在上游链路上正使用的频段而作为阻抗，不允许这些信号直接通过到下游耦合器。类似地，上游和下游耦合器243、245可每个都包括套管250、252，其安装在中压线118上，并且为了正在上游链路上使用的频段而作为阻抗，不允许这些信号直接通过到下游耦合器。

该套管可包括诸如铁酸盐的材料，并可使用绝缘材料，诸如硅酮或陶瓷，或其他通常在中压线上使用的绝缘材料，安装在中压线116、118上。这允许在中压线的上游和下游部分上重新使用同一频段。

在图2A的示范性实施例中。中继器102也可使用单一耦合器，通过对开关236、238的设置来操作。事实上，开关236、238允许用户，诸如现场的单独安装的中继器102，来选择上述或单一耦合器或双上游和下游耦合器的使用。

在示范性实施例中，多个PLC处理器208、202、216、214可设置在不同的频段上操作。在图2A所示的示范性实施例中，PLC处理器208在载波A频段上操作，PLC处理器202在载波A/B频段上操作，PLC处理器216在载波C频段上操作，PLC处理器218在载波C/D频段上操作。该A、B、C和D频段可描述为分别指载波组A、B、C和D。

在标准PLC协议中，诸如HomePlug AV，常用的频段(2-30兆赫)可细分到1000个载波上，该载波使用正交频分复用(OFDM)技术传送。这个范围内的特定载波频率，诸如由业余无线电段使用的那些，是不使用和不可获得的(notched out)。

在示范性实施例中，该频率可细分为多个载波组，诸如分别是示范性载波组2-15MHz、15-30MHz的、30-45MHz、45-60MHz，或取决于在给定地区、国家或诸如此类中的它们的可用性，来可替代地划分为包括更高频率。

每个OFDM载波和各自的载波组可用独立信号增益来设置，这取决于在给定地理区域中哪个频率可用。具有高增益的信号可在中压线116-120上行进更长的距离，诸如2公里或更长。这允许更大的灵活性，因为在一些区域不可用(因为他们会造成干扰)的特定频率，在其他地理区域可能是可允许的。当PLC处理器利用例如HomePlug C&C或其他标准PLC协议时，低于2MHz的频率组也能使用。

另外，特定的国家和/或地区可允许或许可用于PLC的特定的预定义频率，特别是在农村/偏远地区中。较高的增益可用于特定载波组，而其他频率可在低增益处使用，使它们保持低于可允许的排放限制。这种地理灵活性不像在城市/地区的所有地理区域内使用相同频率设置的其他系统。

在示范性实施例中，示范性中继器102可使用单一耦合器108(或110)来操作，并利用任一侧上的不同的载波组。例如，这些组可由系统操作者定义并设置成在中压线的多个相之间交替。

可替代地，关于图2B，示范性中继器102可与它邻近的中继器通信和在多根中压线上去定义准静态频率计划。例如，系统操作者可以定义三个载波组，A254、B256和C258，其中例如A定义为2-28MHz，B定义为30-48MHz，C定义为50-80MHz。中继器102、104、106可在三根中压线116、118、120上连接来彼此通信。可设置交替命令，以致于中压线116、118、120的两个平行段从来不在同一组。这种能最小化邻近中压线之间的干扰的技术，如图2B所示。

回来参照图2A，还可提供无线连通性。在示范性实施例中，转发处理器206、214可提供无线处理能力，且外部接口247、249可包括到那里的无线接口和/或连接。例如，中继器102还可包括备用通信功能，该功能利用这些内置无线接口，来提供与156的通信(图1)，156可包括NMS，其他中央服务器和/或使用无线通信的外部数据网络。

在示范性实施例中，当邻近的中继器之间的电力线连通性丢失时，可利用这种无线连通性。连通性由于这些原因会丢失：举几个来说，诸如线路破损、由于线质量差或由天气/闪电引起的故障、或变压器过载、或设备失灵、或保险丝烧断。中间中继器102的示范性转发处理器206可检测到示范性中压线116上的连通性丢失了，并可尝试将数据流量切换到如果存在的另一示范性中压线118。该功能也适用于线内的一个或多个相上丢失的连接的检测，而不是线本身。

还可使用回程网络，特别是如果通过电气电力线重新路由选择是不可用的。例如，如果示例性转发处理器206在任何中压线上不能通信，它会立即使用上述备用无线通道向NMS 156发送报警。该备用无线通道可使用商用无线服务，诸如移动/蜂窝/GSM短消息服务(SMS)或文本消息服务、私有或公共WiMAX或其他无线链路作为例子，来实现。

假使使用了GSM服务，转发处理器206可经由到商用GSM调制解调器，诸如由wavecom，S.A.提供的设计，的RS232接口，来传送NMS数据。该无线接口还可用来向NMS 156和其他中央服务器或外部数据网络传送其他信息，诸如由系统操作者配置的用表测量的数据或电力质量监测数据。

在示范性实施例中，接口247、249可以是标准物理用户装置接口，诸如RS232、RS485以及以太网，为每个中继器102-106、122提供连接到中压用户装置124、126、128的能力。这些用户装置可包括外部公用事业装置，像表、电力质量监测装置或开关。提供该能力，以使用或中压电力线，或远程NMS与这类外部公用事业装置之间的无缝备用无线链路，来可靠地通信。该中压线用户装置接口允许从NMS 156读外部装置，诸如中继器位置附近的表或电力质量监测装置，或能从NMS远程启用/禁用外部开关来控制像电容器组的外部装置。

图1还示出了低压网关130，其功能可包括将电压降低到110和/或220伏，例如，可通过以太网/光纤接口164连接到中继器106。在示范性实施例中，低压网关130可连接到系统中的任何中继器。低压网关130可以是来自诸如Asoka公司的制造商的商用外部装置，其物理连接到例如DT客户侧上的三相低压(LV)金属线。

对于客户建筑物和电表，低压网关130可为从中压线到低压线的通信来提供连通性。低压网关130可使用在它接口上的标准IP协议和利用PLC标准，诸如例如在低压线上的HomePlug 1.0。如可由系统操作者所配置的，低压网关130还可提供到MIU和其他装置的安全的连通性。图1示出分别连接到低压线146、144的MIU132、134。通过用户装置接口140、146，MIU132、134分别连接到低压用户装置136、138。

四、表接口单元(132、134)

例如，MIU 132可以是外部的独立单元，或者它能被改造和安装在表壳内，或者它的功能可嵌入电表内，任何这些组合可根据本实施例使用。

图3A示出MIU132的功能框图。在这些实施例中，该装置是一个外部单元和/或可外部地提供的用表测量的功能。在示范性实施例中，MIU132可能是在客户建筑物处的电表附近安装的系统组件。

MIU132(和/或134)的功能可包括如下：捕获用于电力损耗事态的表数据；确定何时使用和使用了多少电力(诸如一天的某时间、一星期的某天、一月的某周、一年的某月)；远程能力，诸如电力断开、远程可控功能；可选的内部备用电力，诸如最后时刻的通知(last gasp notification)，功率损耗/恢复，一旦电力损耗时发送警报/通知；到备用电力源的可选外部接口；诸如通知控制消息的通知、警报和报警；和诸如空调(AC)的高能装置的双向控制，来例如排除轮流停电的需要。

MIU 132可包括电源/备用电池302、PCL处理器304、中央处理单元(CPU)装置306、表和负载管理处理器308和装置驱动器/接口310。CPU装置306以及任何其他装置，可包括编程、数据存储和/或记忆存储和如根据图8的实施例阐明的功能。装置驱动器/接口310可用于连接到诸如RS232接口的任何类型的接口。在示范性实施例中，电源/备用电池302是可选单元，因为电力可从在146处的源取得。

如图1所示，MIU可通过用户数字装置(例如物理类型)接口140连接到任何类型的低压用户装置136(或基于想要的应用，由其他类型的线路连接的其他类型的装置)。如图3A所示，表312和继电器装置310是低压用户装置的示例。表312通过连接314连接到装置驱动器/接口310，并且继电器310通过连接316连接到装置驱动器/接口310。因此，该装置驱动器/接口310允许通过其数字物理和/或其他接口140，到任何类型的外部装置的连接。

用户装置136(例如，表312、继电器310)可通过低压金属线/线连接到客户建筑物。如图所示，给该装置提供了客户建筑物接口324。

还可提供无线接口318。在示范性实施例中，无线接口包括本文提及的任何类型的可替代接口，并且在图示的实施例中，无线接口提供用于表和负载管理308的连通性。

在示范性实施例中，电源/备用电池132和/或表和负载管理308可经由在客户建筑物接口324处的低压金属线/线连接到客户建筑物。这可用于这类示范性功能，如从客户建筑物处的本地装置，接收本地电源、和/或表和/或负载管理的指令。

入站和出站消息，还可被接收和传送到MIU 132，进出低压线146上的变压器。线146图示为包括线(L)和不带电的(N)线。

在示范性实施例中，MIU132可使用多种标准物理接口，诸如RS232、RS485、光学、无线和通过链路的以太网314，连接到单一表312或诸如在多租户住宅或商业楼中的多个表(未示出)。在示范性实施例中，RS232接口可提供到单一表的物理接口，而RS484和以太网接口可提供到多个表的物理接口。

在示范性实施例中，装置驱动器/接口310和/或数字物理接口140可包括由诸如ANSIC12-18的表所使用的标准光接口。在示范性实施例中，表314具有用于与装置驱动器/接口310通信的内部RS-232物理接口。在示范性实施例中，该内部RS-232接口使用比典型RS232链路更低的电压以指示0和1，来传送/接收发光二极管(TX/RX LED)。在示范性实施例中，对于光接口，物理连接由物理连接到表内的相应的LED的TX/RX对金属线组成，并且可焊接到LED的基部，或可提供插入在LED基部处的特殊的引脚适配器(pin-adapter)。在示范性实施例中，MIU132内的RS232驱动器将这些较低级的信号转换为标准RS232级。在示范实施例中，当使用以太网接口时，在多个表上的RS232接口可使用外部可用的RS232-以太网转换器，诸如由Lantronix

公司提供的设计，来组合。

在示范性实施例中，在表312在客户建筑物中分布之处，MIU可使用诸如HomePlug 1.0的标准PLC接口，在客户建筑物中的低压电力线324上与该表通信。在示范性实施例中，MIU 132可位于诸如配电盘的公用位置。MIU 132也可使用诸如IEEE 802.15.4/ZigBee的标准无线接口，与分散遍布客户建筑物的表312通信。

如图3A所示，MIU包括CPU306，CPU306处理从表312接收或发送到表312的数据。在示范性实施例中，在CPU 306和表312之间交换的消息和数据格式可以在诸如ANSI C12-18的标准中定义，并利用异步基于八位字节的半双工传输。然而，本实施例可以任何标准和传输类型使用，特别是因为不是所有的表制造商都遵守这些标准，和由于在消息和数据格式中可能有变化。

在示范性实施例中，系统操作者可以定义适合于特定表的接口参数，诸如波特率、开始/停止位的数目、奇偶性和任何其他参数。该操作者还可定义从表接收的八位字节数或等待时间，在该等待时间之后MIU 132可将数据分包成IP包并经由接口146(来自PLC处理器304)发送到低压网关130，并最终发送到可处理表数据的中央服务器156。

MIU 132和中央服务器156之间的通信可使用诸如ANSI C12.18或C12.22的标准协议，以致于中央服务器156可能不知道表供应商的标准实现中的变化。

类似地，当MIU132收到来自管理表的中央服务器156的消息时，消息可作为IP包通过PLC接口146到达，且MIU132可基于由系统操作者所配置的接口参数，将它们转换成合适的异步八位字节，并将它们传送到表。因此，除了许多其他唯一特征，本实施例为MIU 132提供，使用诸如物理接口的多种接口，而与表通信并执行协议转换的能力。

MIU 132也可与在客户建筑物处的，诸如AC/压缩机、风扇、开关和/或恒温器的其他装置136通信，其可装备标准通信接口和协议，诸如例如HomePlug命令和控制，和/或ZigBee协议。

如图3A所示，在示范性实施例中，表和负载管理功能308可提供到装置136的接口。它可允许MIU发送标准命令来执行负载管理。在不同的实施例中，这些命令可基于例如系统操作者所定义的准则，由中央服务器156和/或自动由MIU 132发起。该准则可能是，例如，在读表中达到的阈值。该阈值可用来控制和/或开启/关闭在客户建筑物处的单独的负载。一个示例是基于由表312所指示的峰值能量消耗和/或基于来自中央服务器156的命令去改变恒温器设置。来自中央服务器156的命令，例如，作为经由集线中继器122、任何中间中继器102-106和/或低压网关130传送的IP包，可发送到客户建筑物处的MIU 132。

在示范性实施例中，系统操作者所定义的命令的子集也可通过中继器(诸如蜂窝/移动文本消息接口)上的无线接口发送，来允许消费者控制自己的家庭装置，诸如用于恒温器设置的参数。在示范性实施例中，该命令可经由例如蜂窝电话来远程提供，和/或经由互联网浏览器(例如移动和/或固定电话)提供的命令，其中该能力(服务)可由公用事业服务提供商所允许。

在示范性实施例中，图1中的子系统包括单一的低压网关130和多个MIU 132、134，可达到几千个装置，诸如表、恒温器，开关和/或消费者宽带装置。单一的低压网关，诸如来自Asoka公司的商用设计，可支持多达100个MIU 132。在示范性实施例中，每个MIU 132可进而支持多达100个用户装置136，从而允许这类实施例中的每个DT支持多达10000个装置。在示范性实施例中，对于具有1000个或更多的DT的城市，该系统能够向1000万个或更多的装置提供可靠的双向通信。

图3B、3D示出MIU 134的其他示范性实施例的实施例。在这些实施例中，一个或多个用表测量的功能可包括在MIU内。在这些实施例中，MIU 134可在客户建筑物处或例如中压线上的任何中间点处的模拟电表附近安装，其中一个或多个与能源有关的参数，诸如电压、电流、功率因数、能量使用和电压波动都将被监测。

MIU 134可包括用表测量的功能和/或传感功能装置320、电源/备用电池302、PCL处理器304、CPU装置306、表和负载管理功能处理器、和/或传感和负载管理功能处理器308，和装置驱动器/接口310。CPU装置306以及任何其他装置可包括如根据图8的实施例所阐明的编程、数据存储和/或记忆存储和功能。装置驱动器/接口310可用于连接到诸如RS232接口的任何类型的接口。在示范性实施例中，电源/备用电池302是可选单元，因为电力可从在146处的源取得。

在示范性实施例中，MIU 134可包括MIU 132的任何或所有的上述功能。

在图3B、3D示出的示范性实施例中，MIU 134可通过非数字链路322，连接到较老的模拟电表318，和或到任何外部传感器318。非数字链路322不是数字通信接口，诸如RS232接口。在示范性实施例中，数字通信接口140存在于装置驱动/接口312和继电器310之间，提供连接316用于此。

对于示范性实施例，图3B、3D示出用于单相表连接的功能。从通常连接到模拟电表的变压器而来的线(L)和不带电的(N)金属线146，可被安排路线通过图3B中所示的MIU 134。该L和N线可以输入到用表测量的功能，其可包括模块，诸如来自诸如Texas Instruments的供应商的一个商用模块，它可使用商用电流变压器(CT)或分流传感器进行电压、电流和相位的实时测量，或可根据本实施例改造来执行一个或多个本文提到的附加功能(请参考为MIU 132描述的实施例)。测量数据可进行采样和分析，并转换成可通过内部RS232接口发送到CPU306的数据。CPU 306可处理表数据，并使用朝向变压器侧的PLC将其传送到中央服务器156。

在这些实施例中，MIU 134也可执行表、负载和/或感应管理功能308，其中它使用或者诸如HomePlu的PLC标准或者诸如例如Zigbee的无线接口，在客户建筑物内与装置，诸如恒温器或和/或AC/风扇或开关或与诸如太阳能或风能的可替代能源共同使用的蓄电池储能装置，来通信。

图3C包括MIU的示范性实施例，即MIU 330。其中MIU 330是智能表，并在单一装置内包括上述实施例的部分或所有功能(如图所示)，或可替代地是，一个或多个共同通信的相连的装置。

图15提供了先进的实现系统1500。在示范性实施例中，系统1500包括多种表类型，和通过示范性数字通信接口140连接到表网关1502的其他装置。如图所示，第三方表1506(例如来自多个供应商的表)、第三方装置1508(诸如AC)和位于一处的第三方表1510分别经由外部MIU 312a、312b、312c连接到表网关1502。此外，遗留装置，诸如第三方表和/或包括内部表接口单元功能318a的AC装置1512，和具有用表测量的装置和内部表接口功能318b的第三方模拟表1514，可与表网关1502通信。

在示范性实施例中，MIU和/或相关功能312a、312b、312c、318a、318b通过到表网关1502的电力线(BPL)接口1504在高速宽带上通信。在示范性实施例中，表网关1502可提供通过附加BPL 1504到中间中继器104和106的链路，到集线中继器122，这进而可提供到中央网络管理系统(NMS)156的回程链路160。在其他或相关示范性实施例中，表网关1502可提供到外部数据网络158的回程链路160，这可进而提供到中央网络管理系统(NMS)156的另一个回程链路160。

在示范性实施例中，系统1500可提供支持用于多供应商(第三方)表、大容量(例如，每DT超过10000个表/装置)、载波级的可靠性、AC/负载装置控制、无线(GSM)和/或电话线(DSL)的备用/回程连接。

五、用户供电单元(148)

图4示出示范性用户供电单元(PSU)148的功能框图。在图示示范性实施例中，PSU 148可包括交流/直流充电器/转换器402、蓄电池组404、直流-交流逆变器406、PLC处理器408和/或CPU 410。直流-交流逆变器406和PLC处理器408可经由交流电力接口150a与外部的用户装置412通信，PLC处理器408可经由单独端口150b与外部的用户装置412通信。

在示范性实施例中，PSU 148是安装在客户建筑物处的系统组件。在示范性实施例中，PSU 148可能是外部独立单元，诸如电源逆变器、稳压器和/或备用电力源，或功能可嵌入这类现有装置内。下面的说明适用于作为外部单元的它的实施例，如图4所示，这不应解释为以任何方式限制或排他的。

在示范性实施例中，PSU 148提供到示范性用户装置412的备用电力。示范性用户装置412可以是上述任何用户装置。在相关示范性实施例中，示范性用户装置412可以是任何其他装置，诸如电子设备和/或在移动和/或蜂窝电话塔处的BTS。

如图4所示，PSU148可接收来自在示范性低压线142处的DT的交流供电，且交流-直流充电器402可将这些转换为直流电力源来为客户建筑物处的蓄电池组404充电。来自蓄电池组404的直流电压可通过直流-交流逆变器406逆变回成交流供应，其然后可由在用户建筑物处的用户装置412所使用。

如图1所示，在示范性实施例中PSU 148可在低压(LV)金属线142上与低压网关130通信。在示范性实施例中，PSU148还提供诸如标准以太网/IP端口160的数据接口，其可连接到用户装置，诸如位于蜂窝电话塔处的BTS/BSC的回程数据端口。用户数据可在CPU 410的指示下由PLC处理器408接收，这可绕过直流金属线和PSU148内的其他电子产品，在去往低压网关130的低压金属线142a上注入数据。这可经由低压网关、任何中继器102-106和集线中继器122，为用户IP数据提供到外部数据网络158的双向宽带通信链路。

在示范性实施例中，PSU 148可装备提供标准IEEE 802.3x以太网10/100/1000Mbps的接口和/或标准T1/E1接口。在配电变压器(DT)位于诸如蜂窝塔的客户建筑物处的情况下，用户装置412上的数据端口可直接连接到低压网关130或中继器102-106、122。

六、宽带实施例

图5示出示范性宽带环境500。该示范性实施例示出如何在公寓楼或其他多住宅或多租户单元(MDU/MTU)中使用电力线来提供宽带因特网和语音通信。

环境500包括MDU/MTU内的两个单独的公寓单元502、504。公寓单元502在电力线514a上接收消息，公寓单元504在电力线514b上接收消息。公寓可在不同的楼层，以致于第一DT 506服务于第一层，第二DT 508服务于第二层。DT 506在示范性低压线144上，连接到为公寓502服务的表312a，并且DT 508在其他示范性低压线144上，连接到为公寓504服务的表312b。该第一层包括经由示范性以太网和/或光纤接口164b连接到中继器104的低压网关130b，该第二层包括经由示范性以太网和/或光纤接口164a连接到中继器106的低压网关130a。DT 506、508和中继器104、106在中压线116上连接到上述或除此以外可用的其他装置，诸如其他中继器、电力分站、远程VOIP网关服务器、到其他住宅单元的PSTN网关等等。

在这个实施例中，示范性适配器516插入到公寓单元502内的交流电源插座。适配器516可包括一个或多个以太网端口，用于到诸如PC 522的装置的以太网通信526，和/或一个或多个模拟端口，用于到诸如POTS电话518、520的模拟普通老式电话服务(POTS)连接的模拟通信524。标准POTS电话可连接到模拟端口，或可替代地，模拟端口可使用标准电话金属线而被插入墙上的现有电话插孔，来连接到公寓的其他房间中的一个或多个POTS电话。适配器上的以太网端口可以连接到图示的标准PC 522，或例如连接到标准802.11b或802.11g无线接入点(WAP)。

适配器516可使用诸如模拟拨号音及/或DTMF音的标准信令，与模拟POTS电话518、520通信。适配器516可使用诸如在HomePlug AV标准中所定义的标准电力线消息，与低压网关130b通信。在示范性实施例中，低压网关130b可与远程VOIP服务器通信，例如，其是来自诸如Avaya公司的可用标准IP电话产品，它提供到公共交换电话网(PSTN)的连通性。低压网关可经由中压线116上的一个或多个中继器，或通过使用它的以太网和/或光纤接口164b，来与VOIP服务器通信。以太网和/或光纤接口164b使用其他通信链路，诸如无线或卫星链路或T1/E1或在MDU建筑物中可用的光纤接入。VOIP服务器也可位于电力分站或其他任何位置处，并取决于MDU建筑物的大小，它也可位于该建筑物中。

适配器516可在建筑物的低压电力线144上，使用标准IP协议与低压网关130b通信。它可使用标准协议，诸如用于信令消息的SIP/UDP/TCP/IP和用于语音数据的RTP/IP，来与VOIP通信。图6在下面示出可在这个实施例中使用的示范性低压网关130的功能框图。

八、低压网关和适配器

图6提供了低压网关130的示范性实施例的功能框图。低压网关130可包括以太网和/或光纤驱动/端口602，用于以太网和/或光纤接口164与其他中继器或其他装置通信。低压网关130也可包括电力线通信适配器和/或接口604，用于如图所示的示范性的单独的低压电力线142-146，或可替代地一根或多根电力线(未示出)的不同的金属线(相)。CPU 606处置由低压网关130所处理之事，包括用于本地管理、TCP/IP协议、DHCP等等。

可用对于网络管理系统(NMS)已知的唯一的静态IP地址来配置每个低压网关130。这个IP地址可允许来自NMS和VOIP服务器的IP包按路线发送到低压网关。低压网关可收到来自NMS的配置信息，其包括被授权与它和它们的唯一介质访问(MAC)地址通信的一系列适配器。MAC地址可在诸如HomePlug AV的PLC标准中使用，来识别连接在电力线上的装置的物理地址。当任何此类装置上电时，它可以按照在诸如HomePlug的标准中指定的标准步骤，来发现它与之通信的电力线上的其他装置的MAC地址。

也可用在诸如HomePlug AV的标准中定义的唯一密钥来配置适配器516和低压网关130，这创建了低压网关130和它的相关适配器的唯一和安全的子网。适配器可向低压网关130发送DHCP请求，低压网关130可为它分配本地(动态)IP地址。

图7提供可在本实施例中使用的示范性适配器516的示范性功能框图。

如图所示，适配器516包括PLC通信和/或接口装置704，例如用于处理到低压网关130的电力线连接514a。它还包括模数转换(A/D)和/或模拟接口装置706，例如用于到模拟POTS装置518、520(现在所图示)的模拟通信524。它还包括用于它的处理能力的CPU 708，这可包括处置，作为例子，本地管理、TCP/IP协议、DHCP、SIP/VOIP、贺氏公司AT处理的能力。例如，开关710为CPU 708处置切换能力，并提供到以太网和/或光纤装置端口526的连接。

适配器516可在NMS处被分配电话号码，并且这信息可下载到低压网关130和适配器516它们的配置数据中。这个电话号码可在VOIP服务器处配置，以与它的低压网关的IP地址相关联。当从PSTN有来电时，VOIP服务器可确定与被叫电话号码相关联的低压网关的IP地址，并将标准SIP信令消息发送到低压网关，该低压网关接收SIP消息，并利用被叫电话号码来映射到适当的适配器的MAC地址，且使用在建筑物中的低压电力线将消息按路线发送到适配器。

在适配器516中的CPU(SIP客户端)708处理来电消息，并在它的模拟POTS端口生成振铃信号。当用户接听电话时，适配器可接收来自它的电话接口功能的摘机信号，并将相关联的SIP协议消息发送到VOIP服务器来完成连接。一旦连通性建立，可使用标准SIP/RTP协议，在适配器516和远程VOIP服务器之间，作为IP包发送语音数据。

适配器中的模拟POTS接口706也可用来连接到外部监测装置，诸如可存在于MDU/建筑物中的烟雾报警器或音频装置。与这类外部装置的通信使用标准协议，诸如由CPU 708执行的贺氏公司AT，且该数据可封装成标准TCP/IP协议，用于在电力线和通信网络上发送到这类装置所使用的外部管理系统。

九、示范性基本通信过程

图10描绘了示范性流程图1000，说明根据本发明的示范性实施例的示范性电力线通信(PLC)和/或宽带电力线(BPL)系统环境的示范性基本通信过程。

根据示范性实施例，流程图1000的所有通信可使用IP电力线(IP-over-Powerline)机制来提供OSI的层1和层2通信(即例如，由例如但不限于国际电信联盟(ITU)、ITU-T/ISO 7层模型X.200所定义的层等)。根据示范性实施例，通信基础设施可提供各种能力，诸如例如包括但不限于：

1)消息单播；

2)数据广播和/或多播；

3)支持虚拟专用网络(VPN)的；

4)提供数据的服务质量(QoS)感知传送；

5)实施例如但不限于，所有诸如可作为桥接器实施的中继器组件102-106、122，和/或可运行例如但不限于生成树协议，诸如例如但不限于IEEE标准802.1D，以防止环路；

6)取决于网络设计期间所作出的选择，将低压网关130作为，例如但不限于桥接器和/或路由器等来操作；和/或

7)为例如但不限于所有MIU 132、134和/或低压用户装置136、138配备，诸如例如但不限于自动获取OSI层3的地址信息等的能力。根据示范性实施例，层3的地址可以是例如但不限于IP第4版(IETF RFC-791)，或IP第6版(RFC 2460)等。

根据示范性实施例，每个中继器102-106、122可包括例如但不限于，还可自动获取IP地址的管理实体等。

根据示范性实施例，所有组件可配备有网络管理服务(NMS)156接口，使用例如但不限于简单网络管理(SNMP)诸如例如但不限于SNMP v.3等

根据示范性实施例，例如但不限于，所有装置都可选地配备有例如但不限于无线接口166-170和/或中压和/或低压接口。根据示范性实施例，在大多数情况下，例如，如果由于例如但不限于网络中的路径故障的原因，中压或低压通信路径不可用，则可使用无线接口。

根据示范性实施例，无线和/或低压/中压BPL或PLC通信的使用之间的过渡，对作为整体的系统来说可以是透明的，除了例如但不限于每当任何通信接口有故障等等，可通知中央服务器156。

根据示范性实施例，流程图1000可用1002开始，和可立即用1004继续。

在1004中，通信可在外部IP网络158上，在低压网关130和中央服务器156之间提供，从1004起，流程图1000可以1006继续。

在1006中，低压网关130可从低压线164上接收IP包。从1006起，流程图1000可用1008继续。

在1008中，可确定IP包的目的IP地址，且如果本地管理功能是确定的，那么流程图1000可以1010继续。如果目的IP地址确定为与另一个网络的主机有关，例如但不限于中央服务器156或IP网络158上的另一个装置，那么流程图1000可用1012继续。

在1010中，IP包可被传递到本地装置，诸如例如但不限于主机或其他装置，诸如例如但不限于在低压网关130中的CPU。

在1012中，可确定网关130是否耦合到中继器106。如果网关130耦合到中继器106是确定的，那么图1000可用1016继续。否则，如果没有连接到中继器106，那么流程图1000可用1014继续。

在1014中，因为网关130确定不连接到中继器106，IP包可经由另一个通信链路，诸如例如但不限于无线链路，T1、E1、光纤或其他通信链路等，发送到网络158和例如但不限于中央服务器156等。

在1016中，低压网关130可将IP包发送到接收器，从1016起，流程图1000可用1018继续。

在1018中，IP包的目的IP地址是可确定的，且如果本地管理功能是确定的，那么流程图1000可用1020继续。如果目的IP地址确定为与另一个网络上的主机有关，诸如例如但不限于中央服务器156或IP网络158上的另一个装置，那么流程图装置1000可用1022继续。

在1020中，IP包可发送到本地装置，诸如例如但不限于主机或其他装置，诸如例如但不限于中继器106中的CPU。

在1022中，可确定中压(MV)线是否可用，如果可用，那么图1000可用1026继续，如果不可用，图1000可用1024继续。

在1026中，因为中压线确定为可用，那么IP包可在中压线上发送到下一个中继器104(或集线中继器或其他中继器装置)。根据一个示范性实施例，从1026起，图表1000可用1028继续并可立即结束。

十，示范性读表流程处理

图11描绘了示范性流程图1100，说明在根据本发明的示范性实施例的示范性电力线通信系统环境中，如关于上面的图3A、3B和3C所图示和上述的各种不同的示范性表连接类型的示范性读表流程处理。

根据示范性实施例，流程图1100可用1102开始，并可用1104立即继续。

在1104中，中央服务器156可在例如但不限于IP网络158和/或PLC或电力线载波通信(PCC)上，对用于给定物理位置的“A”的使用信息生成请求。从1104起，流程图1100可用1106继续。

在1106中，在示范性实施例中，中央服务器156可包括中央服务器通信模块，该模块可为位置“A”查找相关IP地址并可返回IP地址IPA。从1106起，图1100可用1108继续。

在1108中，可确定：是否为与IP地址IPA相关的物理地址找到了映射。如果没有为物理地址找到映射，流程图1100可用1110继续。如果为物理地址找到了映射，那么流程图1100可用1112继续。

在1110中，警报可发送给系统管理以通知管理员：没有为物理地址找到映射。从1110起，流程图1100可用1118继续。

在示范性实施例中，在1118中，流程图1100可立即结束。

在1112中，其中为物理地址找到了映射，中央服务器156可试图联系在IP地址IPA处的示范性表接口单元(MIU)132。从1112起，流程图1100可用1114继续。

在1114中，可确定中央服务器156试图建立联系的MIU装置132是否作出响应。如果确定MIU装置已响应，那么图1100可用1120继续。如果MIU装置132确定还没有作出响应，那么图1100可用1116继续。在其中当诸如MIU装置132的装置应该响应来自中央服务器156的询问但还没有响应的情况下，可假定在通信链路中的电力故障或其它损坏可能已发生，因为到该表装置的通信是不成功的。

在1116中，可将警报发送到系统管理来通知管理员：MIU装置132没有响应。从1116起，流程图1100可用1118继续，其中在示范性实施例中，图1100可立即结束。

在1120中，如表1所示，它可确定表的表类型MTA是否是智能电表。如果MTA确定为是智能电表(见关于上面的图3C的论述)，那么流程图1100可用1128继续。在一个示范性实施例中，智能表是能够与中央服务器156通信的表。按照惯例，假设表将升级或替换成智能表是不实际的，然而在新结构的情况下，能够通信的表可用于提供诸如数据存储、访问和通信传输能力的这类智能表的功能。如果确定MTA不是智能表，那么流程图1100可用1122继续。

在1122中，如表1所示，可确定表的MTA是否为电子表。如果确定MTA是电子表(见关于上面的图3A的论述)，流程图1100可用1126继续。

如果确定MTA不是电子表(因为之前还确定MTA不是智能表)，那么可确定表的MTA是机械表，那么流程图1100可用1124继续。

在1124中，因为确定表的MTA是机械的，可能无法直接从表中读数据，但是可从如有关图3B的上述的连接的表接口单元(MIU)134来读数据。根据示范性实施例，MIU134可经由，例如但不限于任何各种不同的众所周知的通信方法，诸如例如但不限于分组通信协议，来与中央服务器156通信，并通过通信可提供关于表的所捕获的数据(如关于示范性实施例的上面所描述的，其之前可被获取、监测和/或存储在MIU装置上)。根据一个示范性实施例，从1126起，流程图1100可用1128继续。

在1126中，因为表的MTA是电子的，根据使用异步通信的示范性实施例，可通过例如但不限于装配和拆卸异步包等等从电子表读数据。根据一个示范性实施例，从1126起，流程图1100可用1128继续。

在1128中，根据一个示范性实施例，用电数据可被捕获、存储、分析和/或格式化。根据示范性实施例，用电数据可包括例如但不限于电压和/或电流数据等等。根据一个示范性实施例，可根据间隔，诸如例如但不限于以定期或不定期的间隔，诸如例如但不限于每小时，每天，每周，每月等，来获得和/或存储用电数据。根据一个示范性实施例，可通过轮询来获取各种不同的数据。根据另一个示范性实施例，可在MIU装置和/或智能表上捕获和/或存储数据，并然后可在例如但不限于定期或预定的基础上发送到中央服务器156，以及在1114中接收这类传输的失败，对于潜在网络的中央服务器156和/或电力故障可作为证据，值得进一步排错。根据一个示范性实施例，从1128起，流程图1100可用1130继续。

在1130中，可处理数据，包括例如但不限于包格式化，用于为进一步分析和/或存储，而传输到中央服务器156。根据一个示范性实施例，从1130来，图表1100可用1132继续。

在1132中，根据示范性实施例，图1100可立即结束。

十一.示范性远程断开过程

图12描绘了示范性流程图1200，说明根据本发明的示范性实施例的示范性电力线通信系统环境的示范性远程断开过程。根据示范性实施例，假设在位置“B”处的客户希望在该位置处断开电力。

根据示范性实施例，流程图1200可用1202开始和可用1204立即继续。

在1204中，根据一个示范性实施例，操作者可要求在给定位置“B”处的电力断开。根据示范性实施例，假设客户在休假和忘记断开他们的空调，并想远程切断，这是一个示范性场景，其中人们可能想远程断开电力。在另一个示范性实施例中，假设峰值功率需求的需要超过可用的供电能力，在这种情况下，轮流停电(rolling blackout)已由电力公司用于处理需求/供给不平衡。根据一个示范性实施例，诸如例如电热水器的特定装置可能不像医院急诊室的设备一样急需，并且使用本文描述的示范性系统和方法，根据示范性实施例，特定装置可远程断开。根据示范性实施例，从1204起，流程图1200可用1206继续。

在1206中，可确定是否为与需要远程断开的给定位置“B”有关的物理地址找到了映射。根据示范性实施例，如果找到这样的映射，那么流程图1200可用1210继续。根据示范性实施例，如果没有为位置“B”的物理地址找到这种映射，然后流程图1200可用1208继续。

在示范性实施例中，在1208中，其中没有为物理位置B找到映射，那么可使系统管理员警惕缺少映射。从1208起，流程图1200可用1224继续。

在1210中，其中为位置“B”的物理地址已找到映射，中央服务器156可尝试联系表单元(直接用于智能表，或经由上述表接口单元(MIU)来用于缺少通信智能的表)。从1210起，流程图1200可用1212继续。

在1212中，可确定是否表装置已经响应从1210来的中央服务器156的查询。本领域技术人员将明白，轮询和回答请求/响应通信握手可经由诸如周期性通信等其他通信方法来实现。如果确定表装置没有响应中央服务器1210的请求，那么流程图1200可用1216继续。如果表装置不响应，那么流程图1200可用1214继续。

在1216中，其中表装置没有响应中央服务器156的查询，可假定电力或网络可能已有故障并且可通知系统管理员。从1216起，流程图1200可用1224继续。

在1214中，其中表装置已经响应，由操作者正操作的中央服务器156或其他网络装置，可使用例如但不限于继电器和/或其它能够远程断开到位置“B”处的电力需求装置的电力的转换机制，命令表单元来断开到在位置“B”处的由给定表提供服务的一个或多个装置的电力。根据一个示范性实施例，操作者可断开，根据示范性实施例的例如但不限于在位置“B”处的所有电力。万一使用低压/中压电力路径在中央服务器156和位置“B”之间没有可用通信路由，根据一个示范性实施例，可例如但不限于自动使用替代物，诸如例如但不限于用于到位置“B”的通信的无线替换路径，用于远程断开通信。根据示范性实施例，从1214起，流程图1200用判定1218继续。

在1218中，可确定表装置是否已经响应由操作者发送到位置“B”的断开请求。如果表装置已经响应操作者的断开请求，那么流程图1200可用1226继续。如果表装置没有响应操作者的断开请求，那么在示范性实施例中，图1200可用1222继续。

在1222中，其中表装置没有响应操作者或中央服务器156的断开请求，可假定电力或网络可能已有故障或者该断开可能不成功，并为了例如但不限于进一步排错，可通知系统管理员。从1222起，流程图1200可用1224继续。

在1224中，根据一个示范性实施例，流程图1200可立即结束。

在1226中，其中表装置已经响应操作者的远程断开命令，然后表装置可确认：在位置的“B”处的客户已断开，并且可承担任何相关的客户服务和/或与例如但不限于服务水平协议(SLA)必要相关的其他进程，以及可能记录位置“B”的断开的事件的存储，和/或为什么请求断开，什么时候和/或多久断开出现。如相关领域技术人员将明白的，通过使操作者与远程表装置交互，应客户的请求和或其它(诸如例如但不限于应电力公司的请求等)来将电力切换回位置“B”处，类似的过程可用来远程重新连接断开的用户电力。从1226起，流程图可用1228继续。

在1228中，根据示范性实施例，图1200可立即结束。

十二.示范性的通信的客户使用

图13描绘了说明示范性过程的示范性流程图1300，通过该过程，根据本发明的示范性实施例，示范性客户可在示范性电力线通信系统环境上获得访问来自示范性中央服务器156的数据。假设例如客户希望获得用电信息而用于这类目的，例如但不限于，审计自己的用电量，与例如来自电力公司的公用事业帐单比较。

根据示范性实施例，流程图1300可用1302开始，并可用1304立即继续。

在1304中，根据示范性实施例，客户可提出对于用电信息的请求。根据一个示范性实施例，假设客户希望通过例如但不限于消息、互联网、Web浏览器界面、简单消息系统(SMS)、多媒体消息系统(MMS)、电子邮件、即时消息(IM)、无线通信、包通信等等，来获得信息。从1304起，流程图1300可用1306继续。

在1306中，根据示范性实施例，供应商计费系统可以查找用户的个人资料记录，根据示范性实施例，来看是否用户被授权访问所请求的数据。例如，到这类信息的访问可被限制于特定的用户。进一步地，只有收取特定的费用，不论是一次或定期或定期订阅费用，访问这类信息可以是有效的。从1306起，图1300用1308继续。

在1308中，可确定客户是否对请求的数据有权利。例如，可确定客户是否已支付访问这些信息可能所需要的费用。如果确定请求客户被授权获得请求信息的访问，那么流程图1300可用1312继续。如果相反，确定客户未被授权访问该信息，那么流程图1300可用1310继续。

在1310中，根据示范性实施例，可拒绝访问该信息的请求，并且图1300可用1320继续。

在1312中，其中请求用户被授权访问所请求的信息，系统可，诸如例如通过查询中央服务器156数据库或用于所请求数据的记录和/或领域的其他存储系统，来请求来自存储器的所请求的数据。从1312起，流程图1300可用1314继续。

在1314中，响应于对授权信息的查询，所请求的数据可从存储器获得并可(通过例如示范性实施例中的中央服务器156)来提供，提供给关于用电的数据或信息的授权请求者。从1314起，图1300可用1316继续。

在1316中，可为客户装置上的显示来准备数据，该客户装置诸如例如但不限于客户计算装置、通信装置、电话装置、个人数字助理(PDA)装置、移动装置、便携式装置、笔记本电脑、便携式电脑、瘦客户机、基于工作站或装置的网页浏览器等，用于由请求被授权的用户来查看。从1316起，流程图1300可用1318继续。在示范性实施例中，数据可例如但不限于被格式化、供查看的修改、加密、使安全等，用于传输到请求者。

在1318中，如用于发送而格式化的请求数据可提供给请求的客户。根据示范性实施例，客户可能能够以基本上实时的，在例如但不限于每日基础上获得访问，来例如在传统计费周期和/或例如在比常规可用的更频繁的计费周期之间，确定使用量。通过提供更多实时信息，可允许用户改变他们的使用习惯，并看到在他们的用电上的实时影响。

在1320中，根据示范性实施例，图1300可立即结束。

十三.示范性电力中断处理

图14描绘了说明断电管理的示范性过程的示范性流程图1400，阐明该过程的示范性实施例，通过该过程，根据本发明的示范性实施例，使用示范性电力线载波通信(PCC)系统环境，个人可监测、通知和/或报告电力中断等。

根据示范性实施例，流程图1400可用1402开始，并可用1404立即继续。

在1404中，断电通知可能已由例如但不限于中央服务器156，从例如但不限于任何网络元件(NE)，诸如例如但不限于表接口单元(MIU)132、表装置312、网关、路由器、网桥、网络装置、通信装置、计算装置和适配器等接收。根据示范性实施例，断电报告可包括例如但不限于电力故障和/或通信故障的指示。根据示范性实施例，当装置经由例如但不限于轮询、请求和/或握手等来请求数据，而预期的轮询响应、请求响应和/或握手没有收到时等，可收到这样的通知。根据示范性实施例，通知能从任何的各种不同装置例如但不限于智能电网装置接收，智能电网装置可包括例如但不限于：集线器、中继器、集线中继器、中压中继器、低压网关、表接口单位(MIU)、智能装置、通信装置、计算装置等。根据示范性实施例，经由例如但不限于低压/中压基础设施和/或可替代信道，诸如例如但不限于无线备用系统等，可接收断电通知。从1404起，流程图1400可用1406继续。

在1406中，根据一个示范性实施例，中央服务器156，根据示范性实施例，可确定可正提供在1404中收到的断电通知的报告装置的物理位置。从1406起，1400可用1408继续。

在1408中，根据示范性实施例，基于给定的地理等，和/或基于对网络和/或电源供应商使用地区、等级等的理解，中央服务器156可去掉不必要和/或重复的通知。从1408起，流程图1400可用1410继续。

在1410中，根据示范性实施例，中央服务器156可，例如但不限于向监测给定区域的供应商输出地理的断电信息和/或可向显示系统提供这类信息以用于进行审查和/或诸如例如但不限于实时、维修、补救行动和/或维护行动的行动。进一步地，根据示范性实施例，电力故障的事件可提供给例如客户、相关的实体，监管实体等等。根据一个示范性实施例，从1410起，流程图1400可用1412继续。

在1412中，在示范性实施例中，流程图1400可立即结束。

十四.示范性处理和通信实施例

图8描绘了计算机系统800的示范性实施例，其可联合、连同和/或取代但不限于任何上述组件和/或系统来使用。

本实施例(或其任何部分或功能)可使用硬件、软件、固件或者其组合来实现，并可在一个或多个计算机系统或其他处理系统中实施。事实上，在一个示范性实施例中，本发明可针对于能够执行本文中描述的功能的一个或多个计算机系统。计算机系统800的一个示例，如图8所示，描绘了可对实施本发明有用的示范性计算机系统的框图的示范性实施例。具体来说，图8示出示例计算机800，其在示范性实施例中可能是例如(但不限于)运行操作系统的个人计算机(PC)系统，该操作系统诸如例如(但不限于)用于口袋式电脑的WINDOWS MOBILETM，或来自美国华盛顿州雷德蒙德镇的MICROSOFT

公司的可用的Microsoft

Windows

NT/98/2000/XP/CE/等，来自美国加利福尼亚州圣克拉拉市的SUN

Microsystems的SOLARIS

，来自美国纽约州阿蒙克的IBM

公司的OS/2，来自美国加利福尼亚州库比蒂诺的APPLE

公司的Mac/OS等，或任何各种不同的UNIX

版本(美国加利福尼亚州旧金山市的开放组的商标)包括例如LINUX

，HPUX

，IBM AIX

，和SCO/UNIX

等。然而，本发明可不限于这些平台。相反，本发明可在运行任何合适的操作系统的任何合适的计算机系统上实施。在一个示范性实施例中，本发明可在本文讨论操作的计算机系统上实施。示范性计算机系统，计算机800如图8所示。本发明的其他组件，诸如例如(但不限于)计算装置、通信装置、电话、个人数字助理(PDA)、个人计算机(PC)、手持电脑、客户端工作站、瘦客户端、胖客户端、代理服务器、网络通信服务器、远程接入装置、客户端计算机、服务器计算机、路由器、Web服务器、数据、媒体、音频、视频、电话或流技术服务器等，也可以使用诸如图8所示的计算机实施。

计算机系统800可包括一个或多个处理器，诸如例如但不限于处理器804。处理器804可连接到通信基础设施806(例如但不限于，通信总线、交叉栏(crossover bar)或网络等)。各种示范性软件实施例可按照这个示范性计算机系统描述。读完这些描述后，相关领域技术人员将明白如何使用其他计算机系统和/或架构来实施本发明。

计算机系统800可包括显示接口802，其可转发来自通信基础设施806(或来自帧缓冲区等等，未示出)的例如但不限于图形、文本和其他数据等，以用于显示在显示单元830上。

计算机系统800还可包括，例如但可不限于主存储器808、随机存取存储器(RAM)和辅助存储器810。辅助存储器810可包括例如(但不限于)硬盘驱动器812和/或可移动存储驱动器814，代表例：软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器，压缩盘驱动器CD-ROM等。可移动存储驱动器814可例如但不限于以众所周知的方式读和/或写可移动存储单元818。可移动存储单元818，也称为程序存储装置或计算机程序产品，可代表例如但不限于软盘、磁带、光盘、压缩盘等，这些都可由移动存储驱动器814读和写。将领会，可移动存储单元818可包括在其中已存储计算机软件和/或数据的计算机可用存储介质。

在替代示范性实施例中，辅助存储器810可包括用于允许将计算机程序或其他指令装载到计算机系统800的其他类似装置。这些装置可包括例如可移动存储单元822和接口820。这些的示例包括程序盒式存储器和盒接口(诸如例如但不限于在视频游戏装置发现的那些)、可移动存储器芯片(诸如但不限于可擦除可编程只读存储器(EPROM)、或可编程只读存储器(PROM))和相关的插座、以及其他可移动存储单元822和接口820，其可允许软件和数据从可移动存储单元822转移到计算机系统800。

计算机800还可包括输入装置，诸如例如(但不限于)鼠标或其他定位装置，例如数字转换器和键盘或其他数据输入装置(其都未标号)。

计算机800还可包括输出装置，诸如例如(但不限于)显示器830、和显示接口802。计算机800可包括输入/输出(I/O)装置，诸如例如(但不限于)通信接口824、电缆828和通信路径826等，这些装置可包括，例如但不限于网络接口卡和调制解调器(都未标号)。通信接口824可允许软件和数据在计算机系统800和外部装置之间传输。通信接口824的示例包括例如但不限于调制解调器、网络接口(诸如例如以太网卡)、通信端口，个人计算机存储卡国际联合会(PCMCIA)插槽和卡等。经由通信接口824传送的软件和数据，可以信号828的形式，信号828可以是能够由通信接口824接收的电子、电磁、光学或其他信号。这些信号828可经由例如但不限于通信路径826(例如但不限于信道)提供到通信接口824。这个信道826可承载信号828，其可包括但不限于被传播的信号，并可使用例如但不限于金属线或电缆、光纤、电话线、蜂窝链路、无线电频率(RF)链路和其他通信信道等来实施。

在这个文件中，术语“计算机程序介质”和“计算机可读介质”一般可用来指介质，诸如例如但不限于可移动存储驱动器814、在硬盘驱动器812中安装的硬盘，和信号828等。这些计算机程序产品可向计算机系统800提供软件。本发明可针对这类计算机程序产品。

提到“一个实施例”、“实施例”，“示范性实施例”、“各种不同的实施例”等，可指示：所述的本发明的实施例可包括特定的特征、结构或特性，但不是每个实施例必须包括这些特定特征、结构或特性。进一步地，重复使用的短语“在一个实施例中”或“在示范性实施例中”并不必然指同一实施例，尽管它们可能是。

在下面的说明书和权利要求中，可能使用术语“耦合的”和“连接的”以及它们的衍生物。应理解这些术语不意欲作为彼此的同义词。而是，在特定实施例中，“连接的”可用来指示两个或多个元件彼此直接物理或电气接触。“耦合的”可意味着两个或多个元件直接物理或电气接触。然而，“耦合的”也可意味着两个或多个元件彼此不直接接触，但是却仍然彼此配合或相互影响。

算法在这里一般被认为导致期望结果的自相一致的一连串行动或操作。这些包括物理量的物理操纵。通常但非必然，这些量会采用能够储存、转移、合并、比较和其他方式操纵的电气或磁信号的形式。主要由于通用的原因，将这些信号称作为位、值、元件、符号、特性、术语、数字或类似物，有时证明是方便的。应理解，然而，所有这些和类似的术语都与合适的物理量相关联，并且只是适用这些量的方便的称号。

除非另作特别说明，从下面的论述可明白，贯穿说明书论述，利用诸如“处理”，“计算”，“估算”，“确定”或类似措辞，指计算机或计算系统或类似的电子计算装置的行动和/或进程，其将描绘为物理的诸如计算系统寄存器内和/或存储器内的电子的、量的数据，操纵和/或变换成类似描绘为在计算系统存储器、寄存器或其他这类信息储存、传输或显示装置内的物理量的其他数据。

以类似的方式，术语“处理器”可指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据，来将那电子数据转换成为可存储在寄存器/或存储器中的其他电子数据的，任何装置或装置的部分。“计算平台”可包括一个或多个处理器。

本发明的实施例可包括用于执行本文的操作的仪器。仪器可为需要的目的而专门建造，它也可包括由存储在装置中的程序选择性激活或重新配置的通用装置。

本发明实施例可在硬件，固件和软件中的一个或组合中实施。本发明的实施例还可作为存储在机器可读介质上的指令来实施，该机器可读介质可由计算平台读取和履行来执行本文描述的操作。机器可读介质可包括用于存储或传输以机器(例如计算机)可读形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；快闪记忆体装置；电气的、光学的、声学的或其他形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)，以及其他。

计算机程序(也称为计算机控制逻辑)，可包括面向对象的计算机程序，并可存储在主存储器808和/或辅助存储器810和/或可移动存储单元814中，也称为计算机程序产品。这类计算机程序当执行时可使计算机系统800能够执行本文所讨论的本发明的特征。特别是，当执行时，计算机程序可根据本发明的示范性实施例，使处理器804能够提供方法来解决在数据同步中的冲突。因此，这类计算机程序可代表计算机系统800的控制器。

在另一个示范性实施例中，本发明可针对计算机程序产品，该产品包括其中已存储有控制逻辑(计算机软件)的计算机可读介质。该控制逻辑当由处理器804执行时，可导致处理器804来执行本文所述的发明的功能。在另一个示范性实施例中，本发明可使用软件实施，软件可使用例如但不限于可移动存储驱动器814、硬盘驱动器812或通信接口824等，来存储在计算机程序产品中并装载到计算机系统800中。控制逻辑(软件)当由处理器804执行时，可导致处理器804来执行本文所述的本发明的功能。计算机软件可作为独立的运行于操作系统之上的软件应用程序来运行，或者也可集成到该操作系统中。

但在另一个实施例中，本发明可使用例如但不限于硬件组件，诸如专用集成电路(ASIC)、或一个或多个状态机等，来主要在硬件中实施。相关领域技术人员将明白，是为了执行本文所述功能而实施硬件状态机的。

在另一个示范性实施例中，本发明可主要在固件中实施。

在另一个示例性实施例中，本发明还可使用任何例如但不限于硬件、固件和软件等的组合来实施。

本发明的示范性实施例也可作为存储在机器可读介质上的指令来实施，其可由计算平台读取和履行来执行本文所述的操作。机器可读介质可包括用于存储或传输以机器(如计算机)可读的形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；快闪记忆体装置；电气的、光学的、声学的或其他形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)以及其他。

本发明的示范性实施例提到有线或无线网络。有线网络包括用于将语音和数据通信装置耦合在一起的任何种类广泛的众所周知的手段。现在论述了可用于实施本发明的实施例的各种不同示范性无线网络技术的简短论述。这些示例是非限制的。示范性无线网络类型可包括，例如但不限于码分多址(CDMA)、无线扩频、正交频分复用(OFDM)、第一代，第二代，第三代无线、蓝牙、红外数据协会(IrDA)、共享无线访问协议(SWAP)、“无线保真”(无Wi-Fi)、WiMAX和其它IEEE标准802.11相容的无线区域网络(LAN)、802.16相容的广域网(WAN)和超宽带(UWB)等等。蓝牙是一种新兴的无线技术，承诺统一在低功率射频(RF)网络中使用的多种无线技术。IrDA是一种用于装置来使用红外光脉冲进行通信的标准方法，如通过红外数据协会公布，该标准从该协会得名。因为IrDA装置使用红外光，它们可取决于彼此在视线内。

本发明的示范性实施例可提及无线局域网(WLAN)。WLAN的示例可包括：由家庭射频(HomeRF)产生的共享无线访问协议(SWAP)；和无线保真(Wi-Fi)，由无线以太网兼容性联盟(WECA)所提倡的IEEE 802.11的衍生物。IEEE 802.11无线局域网是指遵守一个或多个无线局域网标准的各种不同的技术。遵从IEEE 802.11的无线局域网可依从任何一个或多个各种不同的IEEE 802.11无线局域网标准，包括例如但不限于遵从IEEE标准802.11a、b、d或g的无线局域网等，诸如例如但不限于IEEE标准802.11a、b、d和g(包括例如但不限于IEEE 802.11g-2003等)等。

结论

虽然本发明的各种不同的实施例已如上所述，应理解，它们仅作为示例呈现，并不受限制。因此，本发明的广度和范围不应受任何上述示范性实施例限制，而是应该仅按照下面的权利要求和它们的等价物来定义。

Claims (55)

1.一种用于提供电力线通信的中继器，包括：

可操作来在所述中继器和电气电力线连接之间提供通信接口的耦合器系统；

可操作来提供可替代的通信连接的模块系统。

2.如权利要求1所述的中继器，其中所述中继器可操作来再生所接收的消息的信号和传送具有增强的信噪比的消息。

3.如权利要求1所述的中继器，其中所接收的消息从电气电力线接收，并且所传送的消息被传送到相同的电气电力线。

4.如权利要求3所述的中继器，其中所述所接收的消息和所述所传送的消息各自在单一频段上产生。

5.如权利要求3所述的中继器，其中所述所接收的消息和所述所传送的消息各自在所述电气电力线的多条金属线上在多个单一频段上产生。

6.如权利要求1所述的中继器，其中所接收的消息从电气电力线接收，并且所传送的消息被传送到不同的电气电力线连接。

7.如权利要求6所述的中继器，其中所述所接收的消息和所述所传送的消息各自在单一频段上产生。

8.如权利要求6所述的中继器，其中所述所接收的消息和所述所传送的消息各自在所述电气电力线的多条金属线上在多个单一频段上产生。

9.如权利要求1所述的中继器，其中所接收的消息从所述电气电力线接收，并且所传送的消息由所述可替代的通信连接来传送。

10.如权利要求1所述的中继器，其中所接收的消息从所述可替代的通信连接接收，并且所传送的消息由所述电气电力线连接来传送。

11.如权利要求1所述的中继器，其中耦合器系统将所述模块系统电耦合到所述电气电力线，并包括用于与到第二中继器的上行链路连接通信的上游耦合器，和用于与到第三中继器的下行链路连接通信的下游耦合器。

12.如权利要求1所述的中继器，其中耦合器系统包括隔离和电容器系统，所述隔离和电容器系统可操作来阻止正在所述中继器的上游链路上使用的频段直接传到所述中继器的下游链路。

13.如权利要求1所述的中继器，其中所述可替代的通信连接包括任何下列一种：经由高速接口的高速连接和/或经由高速接口的低速连接。

14.如权利要求13所述的中继器，其中所述接口包括至少下列一种：

RS232接口；

RS485接口；

光接口；

无线接口；和

以太网接口。

15.如权利要求1所述的中继器，其中所述电气电力线包括任何下列一种：中压(MV)线和低压(LV)线。

16.如权利要求1所述的中继器，其中如果在所述中继器和另一个中继器之间的所述电气电力线连接是变坏和丢失的任何一种，从所述连接接收的消息被按路线发送到另一个电气电力线连接。

17.如权利要求1所述的中继器，其中如果在所述中继器和另一个中继器之间的所述电气电力线连接是变坏和丢失的任何一种，从所述连接接收的消息按路线发送到所述可替代的通信连接。

18.如权利要求1所述的中继器，其中如果在所述中继器和另一个中继器之间的所述电气电力线连接的复数条金属线中的一条或多条是变坏和丢失的任何一种，从所述一条或多条金属线接收的消息被按路线发送到同一电气电力线连接的其他金属线。

19.如权利要求1所述的中继器，其中如果在所述中继器和另一个中继器之间的所述电气电力线连接的复数条金属线中的一条或多条是变坏和丢失的任何一种，从所述一条或多条金属线接收的消息被按路线发送到所述可替代的通信连接。

20.一种可操作来提供远程读表和远程负载管理的表接口单元，包括：

可操作来与所述表通信的表数据端口；

包括至少下列一种的通信装置：负载开关和/或继电器，位于所述表接口单元的外部；和

可操作来提供用于通信的到所述电力线的连接的连接装置。

21.如权利要求20所述的表接口单元，其中所述表接口单元接收消息请求以在所述电力线上读一个或多个表数据，并将所述消息请求发送到所述表数据端口。

22.如权利要求20所述的表接口单元，其中所述表接口单元接收来自所述表数据端口的一个或多个表数据并在所述电力线上发送所述数据。

23.如权利要求20所述的表接口单元，其中所述表接口单元接收所述电力线上的对任何下列一种可操作的消息请求：断开和/或连接所述负载开关，所述负载开关位于所述表附近，并将所述消息请求发送到与所述负载开关通信的所述数据端口。

24.如权利要求20所述的表接口单元，其中所述表接口单元接收所述电力线上的对任何下列一种可操作的消息请求：断开和/或连接所述负载开关，所述负载开关位于客户建筑物内，并将所述电力线上的所述消息请求发送到位于所述客户建筑物内的第二负载开关。

25.如权利要求20所述的表接口单元，其中所述表接口单元接收所述电力线上的对任何下列一种可操作的消息请求：断开和/或连接所述负载开关，所述负载开关位于客户建筑物内，并使用无线接口将所述请求发送到位于所述客户建筑物内的负载开关。

26.如权利要求20所述的表接口单元，其中所述表接口单元使用任何标准接口，在所述电力线上连通到可操作来与中央网络管理系统(NMS)服务器通信的低压(LV)网关开关。

27.如权利要求26所述的表接口单元，其中所述标准接口包括至少下列一种：以太网接口、光纤接口、T1/E1接口、xDSL接口和/或GSM/GPRS接口。

28.如权利要求20所述的表接口单元，其中所述表接口单元使用一个或多个电力线通信(PLC)协议在所述电力线上通信，来增加其各自的信号速率和范围。

29.如权利要求28所述的表接口单元，其中所述PLC协议包括由至少下列一种所定义的协议：HomePlug AV标准和/或HomePlug C&C标准。

30.如权利要求20所述的表接口单元，其中所述表接口单元使用所述电力线的一个或个多个相在所述电力线上通信，来改进其可靠性和带宽。

31.一种可操作来提供远程能量使用值测量和远程负载管理的表接口单元，包括：

包括至少下列一种的传感器：电流传感器和/或电压传感器，可操作来测量在任何下列一处的能量使用值：公用事业客户位置和/或在电力线上的任何位置处；

可操作来与下列任何一种通信的通信装置：负载开关和/或继电器；

可操作来提供用于通信的到所述电力线的连接的连接装置。

32.如权利要求31所述的表接口单元，其中所述表接口单元定期测量至少下列一种：在所述电力线上的所述电流和/或所述电压，并在它的本地存储器中存储其数据。

33.如权利要求31所述的表接口单元，其中所述表接口单元接收所述电力线上的消息请求来读所述能量使用值。

34.如权利要求31所述的表接口单元，其中所述表接口单元从它的本地存储器读所存储的能量使用值并在所述电力线上发送所述数据。

35.如权利要求31所述的表接口单元，其中所述表接口单元接收所述电力线上的对任何下列一种可操作的消息请求：断开和/或连接所述负载开关，所述负载开关位于所述表接口单元附近，并将所述请求发送到与所述开关通信的数据端口。

36.如权利要求31所述的表接口单元，其中所述表接口单元接收所述电力线上的对任何下列一种可操作的消息请求：断开和/或连接所述负载开关，所述负载开关位于客户建筑物内，并将所述电力线上的所述消息请求发送到位于所述客户建筑物内的所述负载开关。

37.如权利要求31所述的表接口单元，其中所述表接口单元接收所述电力线上的消息请求来进行任何下列一种：断开和/或连接所述负载开关，所述负载开关位于客户建筑物内，并使用无线接口将所述消息请求发送到位于所述客户建筑物内的所述负载开关。

38.如权利要求31所述的表接口单元，其中所述表接口单元使用任何标准接口，在所述电力线上连通到可操作来与中央网络管理系统(NMS)服务器通信的低压(LV)网关开关。

39.如权利要求38所述的表接口单元，其中所述标准接口包括至少下列一种：以太网接口、光纤接口、T1/E1接口、xDSL接口和/或GSM/GPRS接口。

40.如权利要求31所述的表接口单元，其中所述表接口单元使用一个或多个电力线通信(PLC)协议在所述电力线上通信，来增加其各自的信号速率和范围。

41.如权利要求40所述的表接口单元，其中所述PLC协议包括由至少下列一种所定义的协议：HomePlug AV和/或HomePlug C&C标准。

42.如权利要求31所述的表接口单元，其中所述表接口单元使用所述电力线的一个或多个相在所述电力线上通信来改进其可靠性和带宽。

43.一种可操作来提供涉及任何下列一种参数的远程测量的传感器接口单元：环境参数和/或涉及至少下列一种的可操作参数：变压器温度、金属线温度、油位、电池电压等级和远程负载管理，所述传感器接口单元包括：可操作来测量至少下列一种的外部传感器：所述变压器温度，所述金属线温度、所述油位和/或所述电池电压等级；

可操作来与至少下列一种通信的通信装置：负载开关和/或继电器；

可操作来提供用于通信的到所述电力线的连接的连接装置。

44.如权利要求43所述的传感器接口单元，其中所述传感器接口单元定期测量至少下列一种：所述变压器温度，所述金属线温度、作为模拟数据的所述油位和/或所述电池电压等级，并将所述模拟数据转换成数字数据。

45.如权利要求44所述的传感器接口单元，其中所述传感器接口单元的本地存储器存储所述数字数据。

46.如权利要求43所述的传感器接口单元，其中所述传感器接口单元在所述电力线上接收消息请求来读传感器数据。

47.如权利要求43所述的传感器接口单元，其中所述传感器接口单元从它的本地存储器读所存储的能量传感器数据，并在所述电力线上发送所述数据。

48.如权利要求43所述的传感器接口单元，其中所述传感器接口单元接收所述电力线上的消息请求来进行任何下列一种：断开和/或连接所述负载开关，所述负载开关位于所述传感器接口单元附近，并将所述请求发送到与所述开关通信的数据端口。

49.如权利要求43所述的传感器接口单元，其中所述传感器接口单元接收所述电力线上的消息请求来进行任何下列一种：断开和/或连接所述负载开关，所述负载开关位于客户建筑物内，并将所述电力线上的所述消息请求发送到位于所述客户建筑物内的所述负载开关。

50.如权利要求43所述的传感器接口单元，其中所述传感器接口单元接收所述电力线上的消息请求来进行任何下列一种：断开和/或连接所述负载开关，所述负载开关位于客户建筑物内，并使用无线接口将所述消息请求发送到位于所述客户建筑物内的所述负载开关。

51.如权利要求43所述的传感器接口单元，其中所述传感器接口单元使用任何标准接口，在所述电力线上连通到可操作来与中央网络管理系统(NMS)服务器通信的低压(LV)网关开关。

52.如权利要求51所述的传感器接口单元，其中所述标准接口包括至少下列一种：以太网接口、光纤接口、T1/E1接口、xDSL接口和/或GSM/GPRS接口。

53.如权利要求43所述的传感器接口单元，其中所述传感器接口单元使用一个或多个电力线通信(PLC)协议在所述电力线上通信，来增加其各自的信号速率和范围。

54.如权利要求53所述的传感器接口单元，其中所述PLC协议包括由至少下列一种所定义的协议：HomePlug AV和/或HomePlug C&C标准。

55.如权利要求43所述的传感器接口单元，其中所述传感器接口单元使用所述电力线的一个或多个相在所述电力线上通信来改进其可靠性和带宽。

Images