有關電力線通訊研究論文

有關電力線通訊研究論文

  電力線通訊簡稱PLC(PowerLineCommunication0)是利用配電網低壓線路傳輸多媒體訊號的一種通訊方式。在傳送時利用GMSK(高斯濾波最小頻移鍵控)或OFDM(正交頻分多路複用)調製技術將使用者資料進行調製,把載有高頻資訊的高頻加載於電流,然後再電力線上傳輸,在接收端先經過濾波器將調製訊號取出,再經過解調,就可得到原通訊訊號,並傳送到計算機或電話,實現資訊傳遞。類似的電力線通技術信早已有所應用,電力系統中在中高壓輸電網(35千伏以上)上透過電力載波機利用較低的頻率以較低速率傳送遠動資料或話音,就是電力線通訊技術應用的主要形式之一,已經有幾十年歷史。

  PLC接入裝置分局段裝置和使用者端PLC調變解調器。局段負責與內部PLC調變解調器的通訊和與外部網路連線。在通訊時來自使用者的資料進入調變解調器後,透過使用者配電線路傳輸到局端裝置,局端裝置將訊號解調出來,再轉到外部的Internet。該技術不需要重新佈線,在現有低壓配電線路上實現資料、語音、和影片業務的承載。終端使用者只需插上電源插座即可實現因特網接入,電視接收、打電話等。同樣電力線通訊技術也可應用於其他相關領域,對於重要場所的監控和保護,一直需要投入大量的人力和財力,現在只需利用電源線,用極低的代價更新原有監控裝置即可實現實時遠端監控。目前電力系統抄表,基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的準確性、同步性難以保證。同時由於抄表地點分散,表記數量眾多,所以抄表的工作量巨大。基於電力線路載波(PLC)通訊方式的自動抄表裝置,由於不需要重鋪設通訊通道,節省了施工及線路費用,成為現代電力通訊的首選方式,使得抄表的工作量大大減少。近年來居民小區及大樓朝智慧化發展,現在的智慧化建築已經實現了5A。但是這些不同的系統自動化需要不同的網路支援;給建設和維護網路系統帶來了巨大的壓力。藉助電力線通訊技術,無論是監控、消防、樓宇還是辦公或者通訊自動化都可以利用電力線實現,便於管理和擴充套件。

  電力線通訊主要優勢:

  電力線通訊有無可比擬的網路覆蓋優勢,我國擁有全世界排名第二的電力輸電線路,擁有用電使用者超過10億,居民家裡誰都離不開電力線;顯然連線這10億使用者的既存電力線是提供上網服務的巨大物質基礎。在廣闊的農村地區,特別是那些電話網路不太發達的地區,PLC更有用武之地,畢竟電力網規模之大是任何網都不可比擬的。雖然這些地區上網短期需求量並不大,市場發展成熟較慢,但會存在電力線上網先入為主的局面,對PLC的`長遠發展和擴充套件非常有利。

  電力線通訊可充分利用現有低壓配電網路基礎設施,不需要任何新的線路鋪設,隨意接入,簡單方便的安裝裝置及使用方式,節約了資源和費用,無需挖溝和穿牆打洞,避免了對建築物和公共設施的破壞,同時也節省了人力,共享網際網路絡連線,高通訊速率可達141Mbps(將未透過升級裝置可達200Mbps)。PLC調變解調器放置在使用者家中,局端裝置放置在樓宇配電室內,隨著上游晶片廠商14M產品技術相對成熟。PLC裝置整體投入不斷下降,據調查當前14M的PLCModem產品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平,而局端裝置則更便宜。由於一般一個局端拖帶PLC調變解調器的規模為20-30臺,因此隨著使用者的增長,局端裝置可以隨時動態增加,這一點對於運營商來說,不必在裝置採購初期投入巨大的資金。因此也有寬頻網路接入最後一公里最具競爭力的解決方案之稱。

  電力線通訊的缺點

  傳輸頻寬的問題。PLC與電話線上網從本質上講並沒有區別,都是利用銅線作為傳輸媒質,銅線上網的最大問題是不能解決傳輸頻寬問題。雖然14M的產品已經成熟,但電力線上網是共享頻寬,若同一地區多個使用者同時上網則資料傳輸速度將會相應降低,如何保證使用者能夠獲得足夠頻寬成為挑戰噪聲安全性問題。由於電力網使用的大多是非遮蔽線,用它來傳輸資料不可避免的會形成電磁輻射,從而會對其它無線通訊,如公安部門或軍事部門的通訊造成干擾;再次電力線上網存在不穩定的問題,家用電器產生的電磁波對通訊產生干擾,時常會發生一些不可預知的錯誤。與訊號潔淨特性恆定的Ethernet電纜相比,電力線上接入了很多電器,這些電器任何時候都可以插入或拆開,並機或關閉電源。因而導致電力線的特性不斷變化,影響網速。

  衰減問題。與乙太網接入或者ADSL接入不同,儘管PLC接入可以選擇家庭內任意電力插座聯接到Internet,但是就目前而言,由於衰減因素仍然存在,不同接入點的頻寬是不一樣的,如果家庭比較大,那麼在最遠處接入,頻寬衰減將非常明顯。其次大部分情況下,PLC資料需要透過電錶傳輸,頻寬往往在這裡產生非常大的衰減,這成為PLC的技術瓶頸之一,有專家表示主要問題在於電錶的設計,而不是PLC自身的技術因素,但由於電錶是既有產品,不可能對其大規模換用,所以只能透過PLC產品自身技術來克服PLC衰減問題。

  目前我國在瀋陽及北京多個小區開通了多個PLC接入試驗網路,主要以2M和14M頻寬接入為主。由於法律、服務、技術指標等影響,還沒有大規模的商用PLC系統投入使用。隨著科技的進一步發展,相關技術將逐步得到有效解決。最近國電科技推出的200Mb/sPLC接入方案具有佈線簡單,電磁輻射低,價格便宜等優點,在接入頻寬及穩定性方面有了重大突破,具有強大的市場競爭力和廣泛的市場前景。電力線通訊技術畢將得到廣泛應用發展。

  論文關鍵詞:電力線通訊;裝置

  論文摘要:隨著社會資訊化程度的提高,網路已成為人們生活中不可缺少的一部分。網路接入頻寬迅速提升,以適應大容量、高速率的資料、影片、語音等高質量的資訊傳輸與服務。目前常用的寬頻接入方式有電話撥號(即XDSL)方式、有線電視線路(CableModem)方式、雙絞線乙太網方式,隨著科技的迅速發展,電力線通訊已成為一種新型的寬頻接入技術,並且有著良好的發展前景。

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