电力线载波通信模块(电力线)
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早期电力线通信主要以高压远距离传输为主。后来低频高压电力线通信技术广泛应用于遥控、设备保护、语音传输等领域。后来电力线通信开始应用于中压和低压电网。随着互联网应用的不断扩展和各种新技术的出现,通信已经应用于高速数据接入和室内联网。语音和数据信息通过电力线载波传输,利用电力网进行网络通信,节省通信网络建设成本。
电力线通信用于访问方案
电力线通信是接入网的替代方案,这对于网络运营商来说非常重要,因为:
1.通信市场50%的投资用于接入网;
2.在许多国家,电信放松管制后,接入网的线路资源仍归原运营商所有,因此新兴运营商试图寻找新的解决方案为用户提供网络接入服务,以打破传统运营商对最后一公里的垄断;
3.电信新业务的快速发展导致接入网传输容量需求急剧增加。
目前发展接入网业务有两种方式:一是建立新的网络,二是利用现有线路资源。第一种方法可以通过无线、铺设新电缆或光纤等方式实现。无线方式需要硬件进行射频转换,成本高难以大范围推广,只能作为有线接入的补充。铺设新的线缆或光纤需要重新布线,费时费力,给用户带来诸多不便。因此,利用现有线路资源是一种理想的解决方案。
现有线路资源主要有:电话线、有线电视网和电力线。电话线和有线电视网的接入线路资源都是传统运营商所有,其线路覆盖范围比电力线小很多。在中国,除了特别偏远的山区,电力线几乎无处不在。每个家庭的每个房间,至少有一个以上的电源插座,非常方便开展接入业务。
在室内组网方面,电脑、打印机、电话以及各种智能控制设备都可以通过常用的电源插座连接,这些电源插座是电力线,组成一个局域网。各种现有的网络应用,如语音、电视、多媒体服务、远程教育等。可以通过电力线提供给用户,实现接入和室内组网的多网融合。因此,电力线通信在家庭网络和接入方面将大有可为。电力线通信将在短时间内达到数十亿美元的产值,它将像50年代的电视一样影响每个家庭。
电力线通信环境分析
电力线通信环境比电话线和有线电视网差多了。
电力线接入是将室外通信设备插入变压器用户侧的输出电力线。这种通信设备可以通过光纤连接到骨干网,为用户提供数据、语音和多媒体服务。在通信设备内部,高频网络信号与50/60Hz低频电信号一起耦合到用户终端电力线,从而连接通信网络、电力传输网络和用户驻地网络。室外设备和每个用户设备之间的所有连接都可以被视为具有不同特性和通信质量的信道。如果通信系统支持室内联网,则任意两个室内电源插座之间的连接就是一个通信信道。因此,低压电力网络具有多个通信通道。通信质量与通信信道直接相关,并且很大程度上取决于接收端的噪声水平和不同频率信号的衰减。噪声越大,接收端就越难提取有用信号;同样,如果信号在从发送方到接收方的传输过程中发生衰减,那么信号在接收方可能会淹没在噪声中,很难提取出有用的信号。
电力线通信的噪声主要来自所有接入低压电网的负载和无线电广播的干扰。由于负载的切换会引起电力线上的电流波动,在电力线附近会产生电磁辐射。因此,当数据沿着电力线传输时,会出现许多意想不到的问题。此外,信号衰减与信道的物理长度和低压电网的阻抗匹配有关。由于低压电网上负载的开关是随机的,其阻抗随时间变化,难以匹配。所以电力线的通信环境极其恶劣。在这样恶劣的环境下,很难保证数据传输的质量,必须采用很多相关技术来解决。
通信技术的实施
长期以来,人们试图用电力线传输高速数据和语音信号,没有成功。因此,需要找到一种可靠的传输方式,使数据能够在恶劣的通信环境中稳定传输。力普公司依靠自身的R&D实力和多年的技术积累,采用多项新技术,在电力线通信产品的开发上取得了突破,先后开发出多种类型的应用产品。比如智能小区的光纤到小区,家庭的电力线成套产品;VoIP基于电力线通信;电力线网络产品;电力线将产品桥接至以太网。目前推出的产品传输速率为14Mbps,明年初将推出100Mbps速率的产品。
电力线接入服务电力线接入服务
随着互联网应用的不断扩展和各种新技术的出现,通信已经应用于高速数据接入和室内联网。语音和数据信息通过电力线载波传输,利用电力网进行网络通信,节省通信网络建设成本。电力线通信是接入网络的替代方案。
电力线接入是将室外通信设备插入变压器用户侧的输出电力线。这种通信设备可以通过光纤连接到骨干网,为用户提供数据、语音和多媒体服务。虽然它仍然是为家庭和商业用户提供高速互联网接入的另一种技术,但其概念已基本被放弃。其思路是将光纤铺设在靠近用户的地方,然后利用现有的电力线电缆连接用户的家庭和办公室。预计该系统可以以每秒几兆比特的速度传输数据。联合公用事业公司和北电网络公司参与了该计划,但在1999年“退出”。其他宽带技术,如DSL和电缆调制解调器,被认为更加实用和可行。
在通信设备内部,高频网络信号与50/60Hz低频电信号一起耦合到用户终端电力线,从而连接通信网络、电力传输网络和用户驻地网络。室外设备和每个用户设备之间的所有连接都可以被视为具有不同特性和通信质量的信道。如果通信系统支持室内联网,则任意两个室内电源插座之间的连接就是一个通信信道。
通信质量与通信信道直接相关,并且很大程度上取决于接收端的噪声水平和不同频率信号的衰减。噪声越大,接收端就越难提取有用信号;同样,如果信号在从发送方到接收方的传输过程中发生衰减,那么信号在接收方可能会淹没在噪声中,很难提取出有用的信号。
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