電力線通信技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向

時(shí)間:2006-08-17

來(lái)源:中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):電力公司的本地配電子網(wǎng)具有廣大的布線結(jié)構(gòu),既可傳送電力,也也可作為通信媒體,包括Internet。

電力公司的本地配電子網(wǎng)具有廣大的布線結(jié)構(gòu),既可傳送電力,也也可作為通信媒體,包括Internet。   在20世紀(jì)80年代以前,交流電源線除輸電外,僅用于簡(jiǎn)單的低速數(shù)據(jù)通信,如電表讀數(shù)、負(fù)荷控制等。低速數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用的應(yīng)用限于低壓配電變壓器的內(nèi)側(cè),第五配電變壓器需安置集中器,通過(guò)PSTN、光纖或無(wú)線電設(shè)備而傳送。在歐洲,第一配電變壓器為數(shù)百信居住點(diǎn)服務(wù),而在美國(guó)僅為4-6個(gè)居住點(diǎn),因而電表自動(dòng)讀數(shù)技術(shù)最早用于歐洲。隨著美國(guó)1996年電信法案的放寬管制,電力部門得以經(jīng)營(yíng)通信業(yè)務(wù),美國(guó)4-6個(gè)家庭公用一電桿上的變壓器就可提供以下的業(yè)務(wù):本地電話接入、Internet接入,電表、水表、煤氣表讀數(shù),電力負(fù)荷管理,盜警、火警監(jiān)測(cè)等。用交流供電線作為通信媒體所遇的難題是交流噪聲對(duì)數(shù)據(jù)的損害以及信號(hào)的衰減,近年來(lái)這些問(wèn)題已得到解決。參照開放系統(tǒng)互連參考模型,采用三層的分層設(shè)計(jì)方案,以最優(yōu)化的設(shè)計(jì)使電力線的不利環(huán)境利以克服。采用高度集成的芯片組可以很容易地實(shí)現(xiàn)這簡(jiǎn)化的三層體系結(jié)構(gòu),其底層包含物理層,低層鏈路協(xié)議,和媒體訪問(wèn)控制(MAC)子層,可補(bǔ)償電力線的任何危急狀態(tài)。第二層為數(shù)據(jù)鏈路控制,最高層為應(yīng)用層。   1、電力線物理   美國(guó)FCC的通信規(guī)程允許以535-1075MHz作為電力線通信頻段。過(guò)去的電力通信用MODEM來(lái)調(diào)制50-500KHz的載波頻率,采用移頻鏈控(FSK)或移幅鍵控(ASK)。當(dāng)電器插入或拔出電源插座時(shí),這類電力線通信MODEM需經(jīng)常加以調(diào)整,以調(diào)節(jié)信號(hào)的衰減和噪聲。一般說(shuō)來(lái),擴(kuò)頻系統(tǒng)具有良好的抗電力線噪聲性的噪聲和頻率衰減等影響而產(chǎn)生了信與同步問(wèn)題。在物理層中采用了獨(dú)特的擴(kuò)頻技術(shù)提供了快速同步,使電力線通信成為高速、可靠、實(shí)用,使數(shù)據(jù)以連續(xù)序列的比特傳輸于短幀之中。物理層也介入快速的均衡作用,使接收信號(hào)所受到的噪聲和頻率衰減得到補(bǔ)償。   2、可靠的低層鏈路協(xié)議   數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議層具有三項(xiàng)關(guān)鍵的特性,使這種大型、多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)能可靠地運(yùn)行于電力線。首先,該鏈路協(xié)議將用戶發(fā)出的較長(zhǎng)信息包折成較短的電力線幀。對(duì)于電力線傳輸來(lái)說(shuō),短幀是必要的,因?yàn)閭鬏斢L(zhǎng)所受到的損傷也就越大。其次,該鏈路協(xié)議提供了可靠的糾錯(cuò)與檢錯(cuò),當(dāng)收到幀時(shí)就對(duì)其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè),并確定應(yīng)重發(fā)的幀。第三,該鏈路協(xié)議提供自適應(yīng)均衡,由于電力線上的噪聲和衰減以千毫的數(shù)量級(jí)時(shí)刻變化,如不及時(shí)補(bǔ)償,信號(hào)就將丟失。   3、媒體訪問(wèn)控制(MCA)子層   媒體訪問(wèn)控制子層采用MAC算法,專用線所用的MAC算法不能轉(zhuǎn)移到電力線。令牌傳遞是適用于電力線的方案。在電力線上,噪聲與信號(hào)之間的區(qū)分是比較困難的,令牌傳遞可在噪聲環(huán)境下保證節(jié)點(diǎn)間三萬(wàn)握手的可靠傳送而不致丟失令牌。由于每一節(jié)點(diǎn)的位置各不相同,每一節(jié)點(diǎn)在不同的噪聲和衰減情況下“聽”傳輸。有此可能,某些站點(diǎn)遺失一次傳輸,而另一些站點(diǎn)則“聽”傳輸。在令牌傳遞中,節(jié)點(diǎn)在未獲得令牌之前不能傳送,因此在任一節(jié)點(diǎn)傳輸時(shí)其它各節(jié)點(diǎn)不可能發(fā)送。   運(yùn)用前景   在當(dāng)前,電力線通信技術(shù)以得到多種應(yīng)用,如銷售點(diǎn)(POS)網(wǎng)路,自動(dòng)儲(chǔ)貨機(jī)監(jiān)視,以及冷藏集裝箱洋貨運(yùn)通訊的一種ISO標(biāo)準(zhǔn)。以上這些表明了以電力線作為高速通信媒體的價(jià)值,這種通信技術(shù)僅向用戶提供便于搬移的設(shè)備,就可免除了裝設(shè)專用通信線路的費(fèi)用和麻煩。
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