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局域网中电力线通信信道建模及物理层仿真研究(2)
电力线通信(power line communication,PLC)是指以高压电力线(35kV 及以
上电压等级)、中压电力线(指10kV 电压等级)或低压电力线(380/220V 用户线)作
为传输媒介,在电力线
网络
中的各个节点间或者在电力线网络和其他通信网络间实现
语音或数据传输的一种技术。该技术把载有信息的高频信号加载于电流,然后用电线
传输,接受信息的适配器再把高频信号从电流中分离出来并传送到
计算机
或电话以实
现信息传递。本文所介绍的局域网中的电力线通信技术属于室内低压电力线通信。
1.2 电力线通信的历史
早在160年前,人们尝试使用电力线作为通信媒介,但是由于技术不成熟,发展
速度十分缓慢,电力线被认为是低数据率传输介质。同时存在几个电力线通信协议,
其中许多协议的初中并不是用于家庭网络,而是用于家庭
自动化
、家庭安全、灯光控
制的电力线控制协议。
1.3 电线通信的发展现状
由于社会信息化的高速发展,通信技术的日趋成熟,电力线通信在 21 世纪以来
取得了突破性进展,目前已经走在了实用化、产业化的道路上。后来,为了共同致力
于室内电力线通信技术的标准化,“家庭插电联盟”(HomePlug Powerline Alliance
在惠普、英特尔、思科等十几家公司的合作下成立。
目前应用的协定标准:
网络协定: 以太网路IEEE 802.3 、IEEE 802.3U ;
电力线通讯协定: HomePlug 1.0、HomePlug turbo、HomePlug AV 、HomePlug AV2、
HomePlug Green PHY、UPA、HD-PLC、IEEE 1901;
目前各 HomePlug 标准中规格区分为 :
(1)HomePlug 1.0 为 14Mbps
(2)HomePlug 1.0 Turbo 为85Mbps
(3)HomePlug AV 为200Mbps
(4)HomePlug AV2 为600Mbps-1.5Gbps (5)HomePlug GreenPhy 为10Mbps
目前 HomePlug 1.0 及 HomePlug AV 装置占领了高达八成以上的全球宽带电力线
通信市场。于 2010 年已出货超过四千五百万台,而年底前出货量预估将达到吹冰千万
台。为了部署三网合一方案,目前已有 50 家以上的服务供应商着手使用 HomePlug
技术。在联盟的持续成长茁壮下,陆续有新成员加入,例如硅芯片、服务供应商以及
OEM 制造厂商。家庭插电联盟也在不断地吸收来自全世界的相关人才和合作伙伴,构
成了颇具规模的产业链。
目前在中国,电力线通信同样有着快速的发展。自 1999 年开始,中国电科院就
有条不紊地开展了高速电力线通信的研究,随后于 2001 年在沈阳建立了首个试验网
络。后来从2001 年 12 月开始,一些外国公司如韩国Xeline 公司、美国Leap 公司、
瑞士ASCOM 公司等在北京居民区开展了电力线通信应用试点。中国福建省电力试验研
究院成功研制了“数字化输电线路技术”的核心产品——电力调制解调器及多个相关
产品,其传输速率最高可达10Mb/s。国电通信中心采用国外电力线通信组网设备,在
北京居民区进行了Internet 接入试验并取得了较理想的效果。
1.4 HomePlug 1.0 标准简介
作为家庭插电联盟制定的首个电力线通信标准,HomePlug 1.0 在支持日常网络基
本应用的基础上,还能够较为良好地与现有的通信技术实现兼容。使用HomePlug 1.0
协议,用户可以在不需要任何额外布线的基础上实现家电、外设以及电脑等等
电子
设
备的无缝连接,组成家庭智能网络系统,实现自由高速网络连接成为了可能。
该协议定义了提供使用电力线媒介的高速网络的 Homeplug 1.0 系统所涉及到的
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