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寬帶載波電力線通信技術

2018-03-19 16:18:25 華立科技客戶服務中心  點擊量: 評論 (0)
PLC(PowerLineCommunication),是一種通過電線進行數據傳輸的通信技術。寬帶電力線通信BPL (Broadband over PowerLine),是指帶寬限定

PLC(PowerLineCommunication是一種通過電線進行數據傳輸的通信技術。寬帶電力線通信BPL (Broadband over PowerLine)是指帶寬限定在2~30MHz之間、通信速率通常在1Mbps以上的電力線載波通信。寬帶電力線通信技術和窄帶電力線通信技術均是是利用現有電網作為信號的傳遞介質,使電網在傳輸電力的同時可以進行數據通訊。

 

  •  

    采用擴頻通信(SSC)技術的PLC通常稱為窄帶PLC。但在用電設備類型日益豐富,電路中開關電源和無功補償裝置等電容性負載日益增多的環境下,信號吸收和突發干擾大大降低了窄帶載波通信系統的適應性和可靠性。為克服電力線通信線路噪聲顯著且信號衰減嚴重問題,滿足日益增長的信息傳輸要求,寬帶載波技術采用了擴頻、OFDM(正交頻分復用)等調制技術,不但使頻帶利用率進一步提高,而且還能消除子信道之間的干擾,從而實現數據的高速可靠通信。

1、相比窄帶載波SSC技術,寬帶載波OFDM技術具有以下的優點:

(1)抗衰減能力強。OFDM通過多個子載波傳輸用戶信息,對脈沖噪聲 (ImpulseNoise)和信道快衰落的抵抗力很強。同時,通過子載波的聯合編碼,OFDM實現了子信道間的頻率分集作用,也增強了對脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力。

(2)頻率利用率高。OFDM允許重疊的正交子載波作為子信道,而不是傳統上利用保護頻帶分離子信道的方式,因此提高了頻率利用效率。

 

(3)適合高速數據傳輸。OFDM的自適應調制機制,使不同的子載波可以根據信道情況和噪音背景的情況選擇不同的調制方式。當信道條件好的時候,子載波采用效率高的調制方式。當信道條件差的時候,子載波采用抗干擾能力強的調制方式。而且,OFDM加載算法技術,使系統可以把更多的數據集中放在條件好的信道上,以高速率的方式進行傳送。

(4)抗碼間干擾(ISI)能力強。碼間干擾是數字通信系統中除噪聲干擾之外最主要的干擾,它與加性的噪聲干擾不同,是一種乘性的干擾。造成碼間干擾的原因有很多。實際上,只要傳輸信道的頻帶是有限的,就會造成一定的碼間干擾。由于OFDM采用了循環前綴,因此,對抗碼間干擾的能力很強。

 

寬帶載波在技術應用上的優缺點;

1、OFDM技術優點:

  • 有效克服碼間干擾,抗干擾能力強

  • 頻帶利用率高

  • 系統的均衡簡單

2、電力線寬帶載波通信方式優勢:

(1)寬帶載波基于已經過廣泛驗證的 TCP/IP 網絡技術,具有完善的鏈路層和網絡層數據保護與驗證,遠非各種輕量級的結點組織和中繼算法可比。

(2)寬帶載波通信速率高,可以在極短的時間內完成數據傳輸,可大大降低遭受突發干擾的影響,即使一次通信失敗,也可迅速進行重發,確保數據可靠。

(3)寬帶載波芯片大都基于高性能 32 位核心和DSP 技術制造,在技術等級和性能上都具有優勢。

(4)除了應用層的數據加密,寬帶載波在鏈路層支持 DES、3DES、AES 等高強度加密算法,數據通信安全性高。

(5)即使是在窄帶載波較有優勢的通信距離上,寬帶載波通過 OFDM 等高性能調制方式,以及完善的中繼組網機制,完全可以滿足當前大部分臺區的應用需求。

(6)寬帶載波通信性能高、速率快、擴展能力強,可加載多種網絡應用,但其成本相對于窄帶載波并未增加多少,因此具有性價比優勢。

3寬帶載波對比窄帶載波優點:

    窄帶和寬帶電力線載波方式,在應用實施方式上有很多類似的地方,如借助電力線網絡實現通信節點間免布線或少布線,但在通信機制、通信協議、載波和調制方式等方面具有巨大的差別。

(1)高速數據傳輸,寬帶載波通信速率高達2Mbps遠高于窄帶載波的幾十K或幾百Kbps。

(2)實現遠程控制通斷電功能,窄帶由于中心頻率較低難以實現實時抄通。寬帶避免了斷電之后難以送電現象,實現實時抄表通斷電功能。

(3)寬帶載波中心頻率為2-12MHz,遠高于窄帶東軟(270KHz)、曉程(120KHz)窄帶頻率。正由于中心頻率的增加,從而增加應用層的存儲空間,從而達到同時向電力線并發多個載波數據幀的效果。寬帶載波可以在同一時間內下發5-10條抄表命令,每塊表應答時間為200-500毫秒。窄帶載波每抄一塊表及應答時間約為10-15秒。

(4)多個數據量的抄讀,正由于寬帶載波抄讀數據快(300塊表、一個量<1min),窄帶載波(300塊表、一個量約3-4個小時,線路好的情況下)。寬帶載波可用剩余時間抄收其它電表數據量,從而解決如偷竊電等客觀問題。

(5)寬帶載波通信速率高,可以在極端的時間內完成數據傳輸,可大大降低遭受突發干擾的影響,即使一次通信失敗,也可迅速進行重發,確保數據可靠,現場抄表率大幅提高。

4寬帶載波對比塑料光纖的優缺點:

    寬帶電力線載波對比塑料光纖通信方式,同樣具有傳輸帶寬高,傳輸速率快等特點。但在通信機制、一次性抄表成功率、抗干擾能力、施工安裝布線等有著巨大的差異:

 

通信速率

傳輸距離

抗擾能力

一次性成功率

可靠性

施工方式

投資成本

運維成本

寬帶載波

2MHz-12MHz

1-2KM

90%

無線布線

塑料光纖

100M

100-

300M

不受影響

99.99%

需要布線

通信技術優劣勢對比

從上表的對比中我們可以得出,寬帶載波在傳輸距離方面有著巨大的優勢,也因無需施工布線的特性使得現場安裝更加容易,且初期投資成本相對比較低。同時寬帶載波在通信速率和抗干擾能力方面得到了很大的提升。

因為塑料光纖通信技術傳輸速率高、抗干擾能力強、安全可靠性高等特性,從而保證了較高一次抄表成功率。

 
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責任編輯:售電衡衡

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