对等模式的PLC网络建立与配置

通信网络理论主要是基于网络设备分级的原理。随着Ad Hoc类型架构的出现，无论是在无线局域网还是在对等网络中（在因特网上进行文件交换），这种理论均遭到质疑。与分级结构的网络或者是主-从模式的网络相比，非集中式的网络有许多优点。

图3.1描述了对等模式的PLC架构，所有的PLC设备都扮演着相同的角色，而且为了保持网络的协调，PLC设备不停地进行参数的交换。在HomePlug1.0中，设备也在局部进行着数据的交换和信息的更新。

图3.1 对等模式的PLC网络架构

PLC设备的主要参数如下：

1）设备和其他设备之间的PLC链路的质量。对这一质量的衡量是在物理层进行的，并且该衡量方式与对无线电设备的无线链路质量进行衡量从而评价OSI高层的可用服务十分相似。这种质量的衡量是通过不断更新一个列表来实现的，这个列表又称作“载波列表”（tone map table）。

2）用于连接PLC网络和与其他设备进行交换的加密密钥的选择（EKS）。在HomePlug1.0中有两种EKS：DEK（默认加密密钥）和NEK（网络加密密钥）。我们将在第4章介绍它们的特性，包括安全性。在第9章将要介绍它们的配置。在同一电力网络中，这些密钥被用于建立几个对等模式的PLC网络，但是这些网络并不相互传输数据信息。由于建立的对等模式的PLC网络都使用2～30MHz的全部频谱，因此各个网络的吞吐量可能会降低。

3）基于PLC链路的质量，最适合的调制方式和FEC（前向纠错）类型。在HomePlug1.0中，有4种可使用的调制方式：DQPSK 3/4（差分正交相移键控）、DQPSK 1/2、DBPSK 1/2（差分二进制相移键控）和ROBO（增强型OFDM），分别用于4种不同速率传输。

4）每个网络PLC设备的优先权。对于每一个PLC设备而言，根据它的配置，这项参数可以在以太网帧的VLAN区域获得。该参数被用于建立设备的网络等级，通过这个参数，可以指定那些充当相对与其他网络连接的网关角色的设备以及那些在架构中充当标杆角色的设备。

图3.2是对等模式的PLC网络架构示意图。为了保持网络的同构性和维持更好的以太网帧和带宽路由分配，上述4种参数均被网络中的设备进行不停的交换。

图3.2 对等模式的PLC网络设备间的参数交换

基于优先级的HomePlug1.0 PLC网络分级(www.xing528.com)

在IEEE802.3以太网帧结构中，VLAN域可能在IEEE 802.1q标准中加以叙述。在对等模式的PLC网络的架构中，该域则用于创建同一网络中PLC设备之间的等级。该域按3bit进行编码，因此有8个值。

表3.3是根据VLAN域的值列出的4种可用的PLC优先级。

用作与其他网络连接的PLC网关设备或者连接到服务器的PLC设备应当定义为较高的优先级，这样做的好处是能够更多地接收到来自其他网络中由PLC设备承载的作为客户端与上述服务器上相连接的PC设备发出的数据。一些连接到IP网络电话的PLC设备其优先等级定义为4，这样就能够为实时语音通信提供最好的传输。

表3.3 VLAN域的PLC优先级

优先级是对等模式的PLC网络配置中最主要的参数之一，尽管它只是一个逻辑参数，且对物理层的PLC链路没有影响。我们将在第9章再次讨论这个参数。

对等模式广泛应用于采用HomePlug1.0标准的PLC网络中，因为PLC网络能够快速地建立这种模式，这主要是因为PLC网络中的每一个设备都能与电力网络插座上的设备建立PLC链路。因此，为了满足局域网的应用需求，这种模式用于在建筑物内的电力网络上建立PLC Ad Hoc网络。

PLC网络的架构和优化取决于局域网预期的功能和客户端—服务器架构的需求，从而在考虑到PLC技术性能的情况下实现一个现实的架构。

图3.3按照功能需求到解决方案的顺序，介绍了建立对等模式PLC网络的各个步骤。

图3.3 对等模式的PLC网络的建立