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PLC的技術(shù)原理 (圖)
[ 通信界 | 中國(guó)電力通信網(wǎng) | m.k-94.cn | 2004/5/29 ]
 
1、什么是PLC?
  通常,我們上網(wǎng)的方式一般有:利用電話線的撥號(hào)﹑xDSL方式;利用HFC雙向有線電視線路的Cable Modem方式,或利用雙絞線的LAN方式,及利用無(wú)線技術(shù)的LMDS或WLAN方式。現(xiàn)在,隨著最新的電力線通信(PLC--Power Line Communication)技術(shù)的發(fā)展,我們又多了一種更經(jīng)濟(jì)、靈活、方便的寬帶接入方式--電力線通信(PLC)方式即通過(guò)電力線實(shí)現(xiàn)高速上 Internet網(wǎng)。
  電力線通信(PLC)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用已有的幾乎無(wú)所不在的電力線作為通信載體,加上一些PLC局端和終端調(diào)制解調(diào)器,將原有電力網(wǎng)變成電力線通信網(wǎng)絡(luò),將原來(lái)所有的電源插座變?yōu)?a class="channel_keylink" href="/search.asp">信息插座的一種通信技術(shù)。PLC局端設(shè)備負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC終端設(shè)備的通信和與外部Internet網(wǎng)絡(luò)的連接。PLC終端設(shè)備負(fù)責(zé)將來(lái)自用戶的數(shù)據(jù)通過(guò)電力線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備,局端將信號(hào)解調(diào)出來(lái)接入外部的Internet。

  電力線通信網(wǎng)絡(luò)建成后,用戶只要在房間任何有電源插座的地方,把PLC終端電力調(diào)制解調(diào)器的一端插到電源插座上,一端接到電腦,不用撥號(hào),就立即可享受最高達(dá)4.5-45Mbps的高速網(wǎng)絡(luò)接入,來(lái)瀏覽網(wǎng)頁(yè)﹑撥打VoIP電話和在線觀看電影,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)﹑語(yǔ)音﹑視頻以及電力于一體的"四網(wǎng)合一"!而且在室內(nèi)組網(wǎng)方面,計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、VoIP電話和各種智能控制設(shè)備都可通過(guò)普通電源插座,由電力線連接起來(lái),無(wú)需網(wǎng)絡(luò)布線,便可組成局域網(wǎng),高速共享Internet網(wǎng)資源,F(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用:如話音、電視、多媒體業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程教育等,都可通過(guò)電力線向用戶提供,從而可實(shí)現(xiàn)寬帶接入網(wǎng)和室內(nèi)組網(wǎng)的多網(wǎng)合一。另外,可將房屋內(nèi)的電話﹑電視﹑音響﹑冰箱等家電利用PLC連接起來(lái),進(jìn)行集中控制,實(shí)現(xiàn)"智能家庭"的夢(mèng)想。目前,PLC主要是作為一種接入技術(shù),提供寬帶網(wǎng)絡(luò)"最后一公里"的解決方案,適用于居民小區(qū),學(xué)校,酒店,寫字樓等領(lǐng)域。


2、PLC的技術(shù)原理
  電力線通信是使用低壓民用電線來(lái)傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的通信技術(shù),從目前的發(fā)展階段來(lái)看,電力線通信的技術(shù)涵蓋了以太網(wǎng)技術(shù)與電力技術(shù)及一些特殊的通信編碼調(diào)制技術(shù)。PLC在OSI的第二層以上符合標(biāo)準(zhǔn)的802.3以太網(wǎng)規(guī)范。以太網(wǎng)是以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式傳輸802.3格式幀的網(wǎng)絡(luò),以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀均遵從IEEE發(fā)布的802.3標(biāo)準(zhǔn)。PLC則是以太網(wǎng)的一個(gè)分支,區(qū)別在于在物理層中介質(zhì)更換為電力線,并且在第二層上采用了基于CSMA/CA的廣播共享方式,在此規(guī)范下歐洲電力線聯(lián)盟HomePLUG 1.0的通信速率為14M bps。
  為了解決在強(qiáng)電環(huán)境下對(duì)高頻數(shù)據(jù)通信的干擾, HomePLUG規(guī)范中引入了OFDM調(diào)制方式,并且在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中保證了與國(guó)際電磁兼容的適配,以避免電磁泄漏對(duì)通信及其他設(shè)備電器的影響。
  CSMA/CA:載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)/沖突防止 ,由于電力線通信技術(shù)基于民用家庭(辦公)電線,因此無(wú)法為每一個(gè)端站劃分獨(dú)立的物理信道,從而PLC只能基于共享方式。這樣沖突就不能避免,而電力線的拓?fù)洵h(huán)境比較隨意無(wú)序,因此傳統(tǒng)的沖突檢測(cè)難以進(jìn)行,因此引入了新的協(xié)議:CSMA/CA,該協(xié)議的目的不是為了檢測(cè)沖突,而是籍由劃分時(shí)間段的方法來(lái)避免沖突。
  OFDM:正交頻分復(fù)用,OFDM是在嚴(yán)重電磁干擾的通信環(huán)境下保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定完整傳輸?shù)募夹g(shù)措施,HpmePLUG 1.0的規(guī)范覆蓋4-21MHz的通信頻段,在這個(gè)頻段內(nèi)劃分了84個(gè)OFDM通信信道,。OFDM的原理是幾個(gè)通信信道按90度的相位作頻分,這樣的結(jié)果是當(dāng)某一個(gè)信道波形過(guò)零點(diǎn)時(shí)相鄰信道的波形恰好是幅值最大值,這樣就保證了信道間的波形不會(huì)因外來(lái)的干擾而交疊,串?dāng)_。
  HomePLUG是歐洲電力線聯(lián)盟專為家庭電力環(huán)境下開發(fā)的通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,因此在辦公及居民家庭環(huán)境下使用HomePLUG的產(chǎn)品與技術(shù)沒(méi)有任何限制;而當(dāng)在樓宇接入的環(huán)境下使用時(shí),HomePLUG并不建議使用純電力環(huán)境來(lái)架設(shè)PLC網(wǎng)絡(luò)。相應(yīng)的解決方法是使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)介質(zhì)來(lái)連接大樓內(nèi)的多個(gè)PLC網(wǎng)絡(luò)。

  PLC利用1.6M到30M頻帶范圍傳輸信號(hào)。在發(fā)送時(shí),利用GMSK或OFDM調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制,然后在電力線上進(jìn)行傳輸,在接收端,先經(jīng)過(guò)濾波器將調(diào)制信號(hào)濾出,再經(jīng)過(guò)解調(diào),就可得到原通信信號(hào)。目前可達(dá)到的通信速率依具體設(shè)備不同在4.5M~45M之間。 PLC設(shè)備分局端和調(diào)制解調(diào)器,局端負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。在通信時(shí),來(lái)自用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后,通過(guò)用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備,局端將信號(hào)解調(diào)出來(lái),再轉(zhuǎn)到外部的Internet。典型的PLC網(wǎng)絡(luò)如下圖:


 

1作者:中國(guó)電力通信網(wǎng) 來(lái)源:中國(guó)電力通信網(wǎng) 編輯:顧北

 

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