å¯ç·¨ç¨‹æŽ§åˆ¶å™¨æŠ€è¡“縱深解æž
時間:2008-02-25 10:19:00來æºï¼šdujing
導語:?PLCç³»çµ±èƒ½å¤ åœ¨1Mbps的最佳傳輸速率下支æŒ80å€‹ç”¨æˆ¶ï¼Œé€™ä¸€æ¯”ä¾‹æ˜¯è¶³å¤ çš„ã€‚ç”±PLC技術支æŒçš„客戶,需è¦å…·å‚™ä¸€å€‹æŠ€è¡“æ¢ä»¶ï¼Œå…·æœ‰å¾ˆå¼·çš„帶寬分é…能力的介質接入控制(MAC)層
一ã€PLC技術è¦ç´
1. 電力線網絡單元(PNU)
å®ƒè² è²¬æŽ§åˆ¶é›»åŠ›ç·šç¶²çµ¡å¹¶å¾žå–®å…ƒé…電網集æˆè©±å‹™ã€‚通éŽé©ç•¶çš„電信干線接å£ï¼ŒPNUå†å°‡è©±å‹™å‚³è‡³é¥‹é›»ç¶²çµ¡ã€‚æ ¹æ“šé¥‹é›»ç¶²çµ¡ä¸ä½¿ç”¨çš„ä¸åŒä»‹è³ªï¼ŒPNU也å¯è½‰æ›ä¾†è‡ªä½Žå£“é…電網的數據話務。
2. é›»æºç·šç¶²çµ¡çµ‚端(PNT)
它為最終用戶PC或其它用戶æä¾›é©ç•¶çš„æŽ¥å£ï¼Œå¦‚以太網或是USB。為了é™ä½Žæˆæœ¬ï¼Œé€™ä¸€ç¨ç«‹è¨å‚™èƒ½å¤ å’ŒPC或其它è¨å‚™ç›¸é›†æˆã€‚
3. å¶åˆè¨å‚™ï¼ˆCouplingUnit)
å®ƒæ˜¯å°‡ä¿¡è™Ÿå‚³å…¥ç·šè·¯å¹¶éŽæ¿¾å™ªéŸ³çš„。目å‰å®ƒé‚„是一個æ’銷æ’入電æ’座的相å°ç¨ç«‹çš„è¨å‚™ï¼Œä»ŠåŽå®ƒå¯èƒ½æœƒå’ŒPLC調制解調器集æˆäºŽä¸€é«”。PLC調制解調器和PCå…§çš„å¶åˆè¨å‚™çš„集åˆé«”有一天將使PCå¯ä»¥ç›´æŽ¥åœ¨ç¶²ä¸Šé‹è¡Œã€‚
é…é›»ç¶²æ˜¯ä¸€ç¨®å…±äº«ä»‹è³ªï¼Œå³æ‰€æœ‰èˆ‡ä¹‹ç›¸é€£çš„用戶都共享åŒä¸€"電纜"。在典型的城市é…ç½®ä¸ï¼Œå®ƒå‰‡è½‰åŒ–為與一個變壓器相連的大約100到200個用戶。PLCç³»çµ±èƒ½å¤ åœ¨1Mbps的最佳傳輸速率下支æŒ80å€‹ç”¨æˆ¶ï¼Œé€™ä¸€æ¯”ä¾‹æ˜¯è¶³å¤ çš„ã€‚ç”±PLC技術支æŒçš„客戶,需è¦å…·å‚™ä¸€å€‹æŠ€è¡“æ¢ä»¶ï¼Œå…·æœ‰å¾ˆå¼·çš„帶寬分é…能力的介質接入控制(MAC)層。這就使電力線網絡ä¸åƒ…åƒ…èƒ½å¤ æ”¯æŒ80個Internet用戶的數據往復交æ›ï¼Œè€Œä¸”èƒ½å¤ éˆæ´»åœ°é©æ‡‰ä»¥ä¸åŒé€ŸçŽ‡å‚³è¼¸çš„ä¸Šè¡Œå’Œä¸‹è¡Œæ•¸æ“šã€‚
äºŒã€æ•¸æ“šä¿¡è™Ÿå‚³è¼¸æŠ€è¡“
1ã€æ•¸å—æ“´é »æŠ€è¡“ï¼ˆSST)
在目å‰çš„實際應用ä¸ï¼Œç‚ºäº†å¯¦ç¾ç”¨äºŽå®¶åºæˆ–經濟產å“ä¸Šçš„é€šä¿¡èˆ‡æŽ§åˆ¶ç¶²çµ¡ï¼Œéœ€è¦æ›´ç‚ºå¯é 的多用戶環境的PLé€šä¿¡æŠ€è¡“ï¼Œæ“´é »è¼‰æ³¢é€šä¿¡æŠ€è¡“å°±æ‡‰é‹è€Œç”Ÿäº†ã€‚
æ“´é »é€šä¿¡ç›¸å°äºŽçª„帶通信而言具有一定技術上的優勢,主è¦è¡¨ç¾åœ¨æŠ—干擾方é¢ã€‚å› ç‚ºæ“´é »è¼‰æ³¢ä¿¡è™Ÿçš„å¸¶å¯¬é€šå¸¸è¼ƒå¤§ï¼ˆå¹¾å至幾百KHz),所以其å—å¹²æ“¾çš„é »çŽ‡èŒƒåœæ‰€å æ¯”ä¾‹ç›¸å°æ¸›å°ï¼Œæ›å¥è©±è¬›ï¼Œå°±æ˜¯å„種噪è²åƒ…能影響到一å°éƒ¨åˆ†æ‰€è¦å‚³è¼¸çš„ä¿¡è™Ÿï¼Œè€Œå¤§å¤šæ•¸çš„ä¿¡è™Ÿéƒ½èƒ½å¤ å®Œæ•´ã€æ£ç¢ºçš„到é”目的地,所以å°äºŽå„種類型的干擾都具有較強的抵抗性。å°äºŽæœ€å¸¸è¦‹çš„脈沖噪è²è€Œè¨€ï¼Œç›¡ç®¡çª„帶通信ä¸çš„æŽ¥æ”¶å™¨å…·æœ‰è¼ƒçª„的通帶,使得僅有一å°éƒ¨åˆ†å™ªè²èƒ½é€²å…¥æŽ¥æ”¶å™¨ï¼Œä½†ç”±äºŽæ¤é¡žæŽ¥æ”¶è£ç½®ä¸çš„æ¿¾æ³¢å™¨å…·æœ‰é«˜å“è³ªå› ç´ ï¼Œçž¬é–“çš„è„ˆæ²–å™ªè²æœƒä½¿å…¶ç™¼ç”Ÿè‡ªå¹²æ“¾ï¼Œè€Œå¼•起它å°å‚³è¼¸ä¾†çš„信號產生誤æ“作;而使用低å“è³ªå› ç´ çš„æ¿¾æ³¢å™¨åˆæœƒä½¿é€šå¸¶å¸¶å¯¬åŠ å¤§ï¼Œä»¤æ›´å¤šçš„å™ªè²é€²å…¥æŽ¥æ”¶å™¨ï¼Œæ‰€ä»¥çª„帶通信å°è„ˆæ²–噪è²çš„æŠµæŠ—性較差。
ç„¶è€Œåˆ©ç”¨æ“´é »æŠ€è¡“ï¼Œç•¶æŽ¥æ”¶åˆ°å…·æœ‰è¼ƒå¤§èƒ½é‡çš„噪è²ä¿¡è™Ÿæ™‚,接收器會在噪è²çš„é«˜èƒ½éƒ¨åˆ†åˆ°é”æ™‚è‡ªå‹•åœæ¢å·¥ä½œï¼Œæ‰€ä»¥æŽ¥æ”¶æ–¹åƒ…å°ä¸€å°éƒ¨åˆ†å—影響的信號進行糾錯解碼å³å¯ï¼›å¦å¤–ï¼Œæ“´é »æŽ¥æ”¶è¨å‚™ä½¿ç”¨çš„æ¿¾æ³¢å™¨å…·æœ‰è¼ƒä½Žçš„å“è³ªå› ç´ ï¼Œå› è€Œä¸æœƒé€ æˆç³»çµ±è‡ªå¹²æ“¾ï¼Œæ‰€ä»¥æ“´é »æŠ€è¡“具有較強的抗噪能力。
一般來講,目å‰å¯¦ç¾æ“´é »æœ‰ä¸‰ç¨®é€”徑:å³ç›´æŽ¥åºåˆ—調制ã€è·³é »è¼‰æ³¢å’Œåˆ©ç”¨Chirps掃
æé »çŽ‡é€²è¡Œè¼‰æ³¢ã€‚
1) 直接åºåˆ—調制(Direct-Sequence Modulation)
æ¤æŠ€è¡“æ˜¯å°‡ä¿¡è™Ÿçš„èƒ½é‡å¹³å‡åˆ†å¸ƒäºŽæ•´å€‹é »å¸¶å…§ï¼Œå¹¶é€šéŽå½éš¨æ©Ÿåºåˆ—將數據æµå€åŠ ä¾†ä½¿ä¿¡è™Ÿå¾—ä»¥æ“´é »ï¼Œæ¤åºåˆ—具有數å€äºŽæ‰€å‚³ä¿¡è™ŸäºŒé€²åˆ¶æ•¸æ“šä½çŽ‡çš„ç¬¦è™Ÿé€ŸçŽ‡ã€‚
2) è·³é »è¼‰æ³¢ï¼ˆFrequency-Hopping)
峿“´é »ä¿¡è™Ÿåœ¨æŸä¸€é »çŽ‡é€šéŽå»¶çºŒä¸€æ®µæ™‚間,來代表數據的一ä½ã€å¹¾ä½æˆ–是一ä½çš„一部分。當信號在æŸä¸€é »çŽ‡ä¸Šå—到干擾時,信號就å¯åˆ‡æ›åˆ°æ“´é »å¸¶å¯¬å…§çš„å…¶ä»–é »çŽ‡ä¸ŠåŽ»ï¼Œå› è€Œå¤§å¤§é™ä½Žäº†å…¶å—干擾的程度,這種方法å°äºŽCW干擾有較強的抵抗性。
3) 利用掃æé »çŽ‡çš„Chirps進行載波
æ¤æ–¹æ³•多用于類似于以太網的CSMA網絡,它利用一系列çŸä¿ƒçš„ã€å¯è‡ªåŒæ¥çš„æŽƒæé »çއchirps作為載體,æ¯å€‹chirps一般æŒçºŒ100 us,它代表了最基本的通信符號時間(UST)。這些chirps覆蓋了100-400 KHzçš„é »å¸¶ï¼Œå¹¶ç¸½æ˜¯ä»¥200-400 Khzçš„é »çŽ‡é–‹å§‹ï¼Œç¹¼è€Œä»¥100-200 KHzçš„é »çŽ‡çµæŸã€‚由于chirps信號的線性掃æå¸¶å¯¬æ¯”信號帶寬è¦å¤§å¾—å¤šï¼Œå…¶ç·šæ€§åŠ é€Ÿåº¦æ˜¯è¼ƒé«˜çš„ï¼Œè€ŒCWå¹²æ“¾çš„é »çŽ‡åŠ é€Ÿåº¦ä¸€èˆ¬æ˜¯ç©©å®šçš„ï¼Œæ‰€ä»¥åªè¦å°‡æ¿¾æ³¢å™¨è¨è¨ˆæˆåªèƒ½é€šéŽå…·æœ‰ç‰¹å®šè§’åŠ é€Ÿåº¦çš„ä¿¡è™Ÿï¼Œå°±å¯ä»¥å°‡CW干擾排除在外。å¦å¤–,æ¤ç¨®chirps波形還具有很強的自相關特性,這種模糊é‚輯的相關性決定了所有連接在網絡上的è¨å‚™ï¼Œå¯ä»¥åŒæ™‚è˜åˆ¥å¾žç¶²ä¸Šä»»æ„è¨å‚™ç™¼å‡ºçš„這種ç¨ç‰¹æ³¢å½¢ï¼Œå¹¶ä¸”ä¸éœ€è¦åœ¨ç™¼é€å’ŒæŽ¥æ”¶è¨å‚™é–“é€²è¡ŒåŒæ¥ã€‚
é›»åŠ›ç·šæ•¸å—æ“´é »æŠ€è¡“å¯ä»¥å……åˆ†åˆ©ç”¨å‚³è¼¸é »å¸¶ï¼Œå¯¦ç¾å¯¬å¸¶é«˜é€Ÿæ•¸æ“šå‚³è¼¸ã€‚æ“´é »é€šä¿¡å¯ä»¥å…‹æœçª„帶噪è²å½±éŸ¿å’Œå¤šå¾‘å½±éŸ¿ï¼Œå› æ¤éžå¸¸é©åˆé›»åŠ›ç·šé€šä¿¡ç’°å¢ƒã€‚
SST技術容易實ç¾ï¼Œè‡ªå‹•鏿“‡é«˜ä¿¡å™ªæ¯”é »æ®µï¼ŒæŠµå¾¡çž¬é–“å¹²æ“¾ï¼›ä½†ç¢¼é–“å¹²æ“¾åš´é‡ï¼Œéœ€è¦éžç·šå½¢å‡è¡¡å™¨ã€‚
2ã€æ£äº¤é »åˆ†å¤šè·¯å¾©ç”¨æŠ€è¡“(OFDM)
æ£äº¤é »åˆ†å¤šè·¯å¾©ç”¨æŠ€è¡“采用多路窄帶æ£äº¤åè¼‰æ³¢ï¼ŒåŒæ™‚傳輸多路數據,æ¯è·¯ä¿¡è™Ÿçš„碼元時間較長,å¯ä»¥é¿å…碼元間干擾。通éŽå‹•æ…‹é¸æ“‡å¯ç”¨çš„å載波,該技術å¯ä»¥æ¸›å°‘çª„å¸¶å¹²æ“¾å’Œé »çŽ‡è°·é»žçš„å½±éŸ¿ã€‚
OFDM技術的應用å¯ä»¥è¿½æº¯åˆ°æœ¬ä¸–ç´€å…å年代,主è¦ç”¨äºŽè»ç”¨é«˜é »é€šä¿¡ç³»çµ±ã€‚但是,一個OFDMç³»çµ±çš„çµæ§‹éžå¸¸å¾©é›œï¼Œå¾žè€Œé™åˆ¶äº†å…¶é€²ä¸€æ¥æŽ¨å»£ã€‚直到70年代,人們æå‡ºäº†é‡‡ç”¨é›¢æ•£å‚…立葉變æ›ä¾†å¯¦ç¾å¤šå€‹è¼‰æ³¢çš„調制,以軟件方法實ç¾å¾©é›œçš„OFDM處ç†ï¼Œç°¡åŒ–äº†ç³»çµ±çµæ§‹ï¼Œä½¿å¾—OFDM技術更趨于實用化。近年來,由于數å—信號處ç†ï¼ˆDSP)技術的飛速發展,OFDM作為一種å¯ä»¥æœ‰æ•ˆå°æŠ—信號波形間干擾的高速傳輸技術已經被廣泛應用于民用通信系統ä¸ã€‚
OFDM技術已應用于高速MODEMå’Œç„¡ç·šèª¿é »ä¿¡é“上的寬帶數據傳輸。第四代移動通信(4G)ä¸å°‡é‡‡ç”¨OFDM技術,這使數據傳輸速率å¯ä»¥é”到10Mbit/s,目å‰åœ¨ç„¡ç·šå±€åŸŸç¶²ä¸ä¹Ÿå·²é‡‡ç”¨äº†è©²æŠ€è¡“。æ£åœ¨ç±Œå‚™ä¹‹ä¸çš„æ•¸ç¢¼åœ°é¢æ³¢é›»è¦–æ’æ”¾ä»¥åŠæ£åœ¨é–‹ç™¼ä¸çš„高速無線LAN"IEEE 802.11a"都é å®šé‡‡ç”¨é€™é …æ–°æŠ€è¡“ã€‚
æ£äº¤é »åˆ†å¤šè·¯å¾©ç”¨æŠ€è¡“å¯ä»¥æé«˜é›»åŠ›ç·šç¶²çµ¡å‚³è¼¸è³ªé‡ï¼Œå³ä¾¿æ˜¯åœ¨é…電網å—到嚴é‡å¹²æ“¾çš„æƒ…æ³ä¸‹ï¼ŒOFDMä¹Ÿå¯æä¾›é«˜å¸¶å¯¬å¹¶ä¸”ä¿è‰å¸¶å¯¬å‚³è¼¸æ•ˆçŽ‡ï¼Œè€Œä¸”é©ç•¶çš„糾錯技術å¯ä»¥ç¢ºä¿å¯é 的數據傳輸。在OFDM系統ä¸å„個åä¿¡é“的載波相互æ£äº¤ï¼ŒäºŽæ˜¯å®ƒå€‘çš„é »èœæ˜¯ç›¸äº’é‡ç–Šçš„,這樣ä¸ä½†æ¸›å°äº†åè¼‰æ³¢é–“çš„ç›¸äº’å¹²æ“¾ï¼ŒåŒæ™‚åˆæé«˜äº†é »èœåˆ©ç”¨çŽ‡ï¼Œé‚„å¯ä»¥æŠµåˆ¶ç‰å¹…波干擾。但OFDMæ”¶ä¿¡æ©Ÿå¾©é›œï¼Œæˆæœ¬é«˜ï¼Œè¦æ±‚收信大動態范åœçš„線性放大,å°çž¬é–“å¹²æ“¾æ•æ„Ÿã€‚
三ã€èˆ‡å…¶å®ƒæŽ¥å…¥æŠ€è¡“相比,電力線寬帶接入網絡具有以下優勢:
  1) å……åˆ†åˆ©ç”¨ç¾æœ‰çš„低壓é…é›»ç¶²çµ¡åŸºç¤Žè¨æ–½ï¼Œç„¡éœ€ä»»ä½•布線,是一種"No New Wires"技術,節約了資æºã€‚無需挖æºå’Œç©¿å¢»æ‰“洞,é¿å…了å°å»ºç‘ç‰©å’Œå…¬ç”¨è¨æ–½çš„ç ´å£žï¼ŒåŒæ™‚也節çœäº†äººåŠ›ã€‚
  2) å¯ä»¥ç‚ºç”¨æˆ¶æä¾›é«˜é€Ÿå› ç‰¹ç¶²è¨ªå•æœå‹™ã€è©±éŸ³æœå‹™ï¼Œå¾žè€Œç‚ºç”¨æˆ¶ä¸Šç¶²å’Œæ‰“é›»è©±å¢žåŠ äº†æ–°çš„é¸æ“‡ï¼Œæœ‰åˆ©äºŽå…¶å®ƒé›»ä¿¡æœå‹™å•†æ”¹å–„æœå‹™ã€é™ä½Žåƒ¹æ ¼ã€‚
  3) å°å®¶åºè¯ç¶²æä¾›æ”¯æŒï¼Œä½¿äººå€‘å¯ä»¥ç›¡äº«ç”±PLC技術帶來的家åºéŸ³ã€è¦–é »ç¶²çµ¡ï¼Œå¤šäººå°æŠ—æ¸¸æˆ²ç‰å¨›æ¨‚。
  4) 是家居自動化的生力è»ï¼Œé€šéŽé布å„個房間的墻上æ’座將智能家電è¯ç¶²ï¼Œæå‰äº«ç”¨æ•¸å—化家åºçš„舒é©å’Œä¾¿åˆ©ã€‚
  5) 利用PLC的永久在線連接,構建的防ç«ã€é˜²ç›œã€é˜²æœ‰æ¯’氣體泄æ¼ç‰çš„ä¿å®‰ç›£æŽ§ç³»çµ±ï¼Œè®“ä¸Šçæ—é«˜æž•ç„¡æ†‚ï¼›æ§‹å»ºçš„é†«ç™‚æ€¥æ•‘ç³»çµ±ï¼Œè®“å®¶æœ‰è€äººã€å©å和病人的家åºå€æ„Ÿæ”¾å¿ƒã€‚利用PLCä¹Ÿå¯æä¾›ç¨ç«‹çš„æ•¸å—åŒ–ç¤¾å€æœå‹™å’Œé›»å商務,實ç¾å®¶åºè¾¦å…¬å’Œé 程家電控制。
  6) é 程自動讀出水ã€é›»ã€æ°£è¡¨æ•¸æ“šï¼Œä½¿å…¬ç”¨äº‹æ¥å…¬å¸ç¯€çœå¤§é‡è²»ç”¨ï¼Œä¹Ÿæ–¹ä¾¿äº†ç”¨æˆ¶ã€‚
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