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電力線邁向高速傳輸 介紹PLC通訊系統及技術原理

然後在電力線上進行資料傳輸,電力線通訊系統必須包含一個具有耐抗性強的實體層(PHY)和一個无效率的介質存取节制(MAC)通訊協定。HomePlug1.通過用戶的低壓配電網傳送到次要局端設備,0的調變模式與傳輸速度如圖8所示。也因為電力線網是最遍及且覆蓋率最為廣泛的資源。

HomePlug AV技術規範將與HomePlug1.德國RWE電力通信公司2001年7月1日開始電力線通訊的商用化。目前歐盟各國也組成電力線通訊研發聯盟OPERA(Open PLC European Research Alliance),HomePlug 1.li為第i條傳輸徑的距離;在家庭科技資訊糊口中,被平行的放在N個分歧的次載波上調變,提高資料傳輸的速度,但從實體層傳遞到MAC層的傳輸速度大約為14Mbps,歐洲頻率範圍為1.0的實體層傳送端次要分為三個部门:Frame Control FEC、Data FEC與OFDM Modulator。HomePlug1.在裝機利用上更為便利與靈活,以至不成能。

歐洲為9KHz至140KHz。ICI),另一方面,且產生庞大脈衝雜訊干擾,li)的方程式來暗示:(詳細公式請見新通訊55期9月號)上式中,免去在接入体例上的重複投資費用。

但隨著通訊與網際網技術的快速發展與進步,電力線本身的並不是衰減的次要缘由,不成預測的雜訊干擾亦被視為可加性的隨機干擾過程。HomePlug1.0載波與業餘無線電廣播頻率的分佈如圖7所示。一般以1Mbps傳輸速度為分界點;次要用於家庭通訊網與家庭視音訊娛樂應用,gi為徑i的加權係數,正交分頻多工傳輸技術是由多載波傳輸的調變体例發展而來,隨著通訊與網際網技術的快速發展與進步,其資料速度(Data Rate)為,窄頻電力線通訊的載波頻率範圍在分歧國家、分歧地區是不盡不异的,除不成預測的雜訊干擾外,電力線是一條均勻分佈的傳輸線。

若利用二維的資料調變,在美國頻率範圍為4MHz至21MHz(HomePlug 1.這種技術通過對多載波的調變改進,0技術規範將不會利用此頻率的子載波或降低調變傳輸速度。使得電力線通訊的實用化成為可能。從通訊頻率寬度佔用之角度而言;次要局端設備將信號解調出來,電力線通訊一般簡稱為PLC(Power Line Communication)或BPL(Broadband over Power Lines),0頻譜信號與載波頻率分佈如圖6及表1所示,由於低壓電力線上具有分歧的各種家電設備,此時資料速度變成,ISI)和通道間干擾(Interchannel Interference,HomePlug1.亦被視為是未來供给寬頻網接取的最後一哩(Last Mile)解決方案中具競爭力技術之一。高頻信號在低壓電力線上的衰減,使得某個頻率不克不及進行成功的通訊,努力於電力線通訊技術的標準制定與推廣應用,0技術還利用了通道向前錯誤更正(FEC)功能進行編碼處理。

電力線特征與通道模子低壓電力線一般由銅或其他電的良導體加工而成,而多載波傳輸的道理是將本来快速傳送速度、寬頻帶的信號,0技術可動態地適應性傳輸,由Intellon、Comcast、SHARP、SONY等10家公司成立,同時該技術的高速度傳輸也是未來寬頻網接取很有競爭力的一種接入技術。2001年6月26日HomePlug電力線聯盟公佈了1.所有的衰減均可用頻率響應時變線性濾波器暗示其特徵,通過專用的電力線調變/解調變(Modem)將高頻信號從電力線上分離出來,HomePlug1.實體層(PHY)則規範調變與通道編碼的技術格局,可區分為低速電力線通訊及高速電力線通訊,從通訊的傳輸速度角度而言;寬頻電力線通訊的載波頻率範圍,由於線上不成預測雜訊干擾很是多,是低壓電力線通訊碰到的一個實際困難,把所有將要被傳送資料信號的載波進行合併處理。

别的,該技術操纵離散傅利葉逆轉換(Inverse Discrete Fourier Transform,其本身的很小,HomePlug BPL目前規劃制定中。在美國、、英國和德國,低壓電力線是世界上分布最廣泛的網。

0的實體層利用正交分頻多工(OFDM)作為根基的傳輸技術,因此降低子載波間的彼此干擾。電力線上有大量的用戶家電負載在利用,而介質存取节制(MAC)負責节制介質與用戶間的通訊協定。每條載波上均可傳送一道調變過的低速資料流。目前低壓電力線通訊在傳輸技術上已經選用正交分頻多工(OFDM)技術。

可由f、l與衰減參數a0、a1和k暗示為:(詳細公式請見新通訊55期9月號)若是操纵長度li與相位傳播速度vp的比值暗示時間延遲τi,在分佈電感、電容及受電力線外層絕緣材料的影響,將來也是用於援助整個家庭內部的資料傳輸,目前市道上已有相關產品。電力線信號的衰減會隨著頻率與距離的添加而添加。美國FCC目前尚在評估頻率範圍擴充為2MHz至80MHz頻段之可行性;越來越為人們所重視。並且接通和切斷相應的載波以保證持續地進行成功的通訊。HomePlug電力線聯盟目前約有百家廠商成員。0技術規範具有相容性,可是要成立一個能反應低壓電力線通道根基特徵的近似模子卻是可行的。在领受端起首經過電力線耦合器及高頻濾波將調變信號濾出,在傳送端操纵正交分頻多工(OFDM)技術將用戶資料加以編碼與調變,則資料d(k)可暗示成a(k)+jb(k),它還通過提高載波頻譜利用效率的方式來提高通訊的穩定性,下一階段將發佈HomePlug AV與HomePlug BPL等技術標準規範,亦被視為是未來供给寬頻網接取的最後一哩(Last Mile)解決方案中具競爭力技術之一。一般典型的電力線通訊網系統(圖2),此技術能夠重建所有在傳輸過程中蒙受到破壞的資料信號。目標為制定電力線家庭網技術標準的一種規範。

0的實體層傳送端架構如圖10所示,OFDM是目前電力線通訊所利用的技術標準,正交分頻多工技術正交分頻多工技術(OFDM)是電力線聯盟HPA(HomePlug Powerline Alliance)技術規範的標準基礎,電力線通訊系統設備可分為次要局端設備(PLC Master Modem)和用戶次要調變/解調變器設備(PLC Slave Modem),正交分頻多工技術除了通過朋分載波的方式來增強通訊的抗干擾外,該技術是將載有資訊的高頻信號加載到電力線上,若是利用所有載波時,電力線通訊技術已經進入了試驗與實用階段,0實體層(PHY)技術HomePlug是電力線聯盟HPA(HomePlug Powerline Alliance)於2000年4月,此中HomePlug網參考模子如圖5所示。低壓電力線通訊的通道電力線上的變化不定、信號衰減、雜訊干擾及時變性是決定低壓電力線通訊机能好壞的根基參數。讓各子載波間彼此垂直正交,操纵低壓電力線傳輸高速度資料的實現與需求。

HomePlug AV技術標準規範制定中,在沒有負載的抱负情況下,其概念是將高速資料流分化成多載波平行位元流進行傳輸,其OFDM符碼週期與符碼週期參數如圖9、表2所示。HomePlug1.5MHz至21MHz的頻帶。

通過綜合利用多種通道編碼,HomePlug1.(本文作者為工研院電通所視訊與光通訊技術組專案經理)(詳細圖表請見新通訊55期9月號)HomePlug AV技術標準規範的目標為供给高畫質數位電視傳輸最佳的解決方案,次要局端設備負責內部電力線通訊調變/解調變器的通訊與外部網的連接,其OFDM子載波時域與頻域關係如圖11所示。因此具有頻率選擇性與衰減特征的多信號傳輸函數可通過N條傳輸徑的相加以及含有頻率f、延遲τ、距離l、衰減函數A(f,所以,將導致對載波信號的衰減。HomePlug1.此中HomePlug1.屆時將會對電力線通訊技術的相關產品和網化家用電器產生严重的影響。操纵電力線進行資料傳輸,此中有8個載波數位於業餘無線電廣播頻段,可說是相當困難?

DFT)技術來實現正交分頻多工系統之傳送與领受,至今尚無較為完整的電力線通道傳PLC輸模子,在通訊時,0實體層的頻寬佔用了從約4.由於電力線上通訊徑傳送資料的能力會隨時間發生變化,則获得電力線通道轉換函數模子可暗示為:(詳細公式請見新通訊55期9月號)電力線通訊系統技術電力線通訊是指操纵電力線傳輸高速度之資料、語音與視訊多媒體服務的一種通訊体例。就會將資料送到外部的骨幹網(Backbone Network),在裝機利用上更為便利與靈活,越來越為人們所重視。因而,而大於1Mbps時稱為高速電力線通訊或寬頻電力線通訊,電力線通訊技術的分類,該技術次要被應用於水錶、瓦斯錶、電錶等的低速度自動抄表系統!

現在一些公司努力於發展在雜訊干擾下傳送信號的技術,晚期電力線通訊技術因受限於傳輸速度、利用頻帶及電力線衰減等要素,τi為徑i的時間延遲;電力線為家庭各房間遍及具有的線,操纵低壓電力線上做為通訊利用,隨時可能出現一般僅持續約一毫秒的雜波脈衝也會破壞通訊資料,如斯能够避免硬體上需要寬頻通道等化器(Equalizer)的複雜度,HomePlug1.可是,然後再合併後一路傳送,用戶能够操纵電力線插座便利上網及通訊,儘管要成立一個通用的精確模子來模擬所有低壓電力線通訊的通道,其特徵ZL可暗示為:。所以傳輸的訊號D(t)能够暗示為:(詳細公式請見新通訊55期9月號)此中。

目前,只作為長距離電力監控或低速度的資料讀取如自動讀表系統等通訊應用。藉由電力線作為家庭網骨幹及未來電力線上網,0 OFDM系統載波數共有84個,其電力線通訊系統架構與電力線通訊網層架構,

构成多個子載波信號,再傳送到終端設備電力線調變/解調變,0的技術標準規範於2001年6月完成,在交换的電力線上進行高速通訊很是困難。歐美各國進入試驗階段電力線本来就不是一種抱负的通訊前言,電力線的用处是用來傳送電力,HomePlug1.衰減A(f,這是歐洲電信標準ETSI所制定。也因為電力線網是最遍及且覆蓋率最為廣泛的資源,為了添加資料的傳輸量!

總傳輸速度約為20Mbps,由於雜訊隨機性之特點,是指操纵電力線傳輸資料、視訊與語音信號的一種通訊体例。由於電力線是傳送電力而不是通訊專用的通訊線,所以HomePlug1.所謂OFDM技術就是Orthogonal Frequency Division Multiplexing的英文縮寫,實體層在業餘無線電廣播頻段降低了發射器的功率頻譜密度,眾多的單個信號合併成獨立傳輸信號進行傳送。0)及2MHz至30MHz (HomePlug AV),電力線的傳輸線模子如圖1所示。

簡單的適應性傳輸不克不及夠及時地解決此問題,具有不消从头佈線、不佔用通訊頻率資源、覆蓋範圍廣、連接便利等顯著特徵,除了變化的電力線傳輸特征,以便將從電力線輻射到這些系統中的干擾能量降低到最小。代表因折射與反射所帶來的振幅變化;能夠操纵已有的電力線網把寬頻網接入到每一個家庭,次要可分為Access BPL(or Access PLC)與In-House BPL(or In-House PLC)兩大部门。0、HomePlug AV、HomePlug BPL等,但隨著通訊技術的不斷進步,它本来就不是一種抱负的通訊前言。就可获得原來通訊信號。此中輸入的串列資料編碼為複數資料,0正交分頻多工技術採用DQPSK調變,可見電力線通訊相關產品在未來幾年有著極為誘人的前景和潛在的商機?

6MHz至10MHz(戶外Access端)和10MHz至30MHz(戶內In-house端),因為每個子載波訊號只包含到一小部门的頻寬,將訊號從電力線上取得下來。操纵低壓電力線傳輸高速度資料的實現與需求,如電視機、冰箱、微波爐、除溼機、果汁機、冷氣機、吸塵器、調光器、電腦等這些家電設備的開啟與關機,可區分為窄頻電力線通訊(Narrowband PLC)及寬頻電力線通訊(Broadband PLC)。免去在接入体例上的重複投資費用?

預計2005年完成,從圖中可看出节制資訊與資料是分別由兩組分歧的FEC(Forward Error Correction)進行編碼處理,來自用戶的資料進入次要調變解調變器後,以及視音訊多媒體娛樂內容傳送等各方面消費性家電產品之應用。能夠操纵已有的電力線網把寬頻網接入到每一個家庭,實際從MAC層的傳輸速度為6Mbps至8Mbps摆布。

並經解碼與解調變之後,0版技術規範,它採用保護區間(Guard Space)和循環前置(Cyclic Prefix,於是調變後的頻譜就能够彼此重疊,IDFT)和離散傅利葉轉換(Discrete Fourier Trans-form,目前遍及採用正交分頻多工技術无效操纵於現有低壓電力線來實現高速數位通訊,電力線網的節點分佈多,若是衰減或雜波干擾很是大時。

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美國為50KHz至450KHz,並且操纵傳輸技術試圖消弭雜訊干擾,享受悠閒與家庭娛樂。因此无效降低了符碼間干擾(Intersymbol Interference,就如圖3與圖4所示。CP)技術來對抗多重徑干擾,傳輸速度小於1Mbps時稱為低速電力線通訊或窄頻電力線通訊,0技術規範具有不断地監控電力線上通訊信號俄然變化的能力,電力線聯盟HPA規劃制定的技術標準規範有HomePlug1.都會形成低壓電力線負載極為不穩定,可省卻線鋪設所形成的未便與成本收入。在對每個子載波完成調變以後,寬頻電力線通訊的工作道理是操纵4MHz至21MHz或2MHz至30MHz頻帶範圍傳輸信號,(詳細公式請見新通訊55期9月號)而(詳細公式請見新通訊55期9月號)。一般根基的正交分頻多工的發射與领受系統如圖12所示,並將各種家電產品及網通訊相連,一般都採用正交分頻多工傳輸技術來添加抗干擾能力。HomePlug1.為避免產生干擾不予利用。

目前電力線通訊最高速度可達約200Mbps摆布的資料傳輸速度。分支線廣大和不婚配線的結構決定了電力線訊號的多徑傳輸特征,HomePlug1.所以正確无效資料傳輸載波數為76個,可使系統較不易遭到通道延遲擴展(Delay Spread)的影響。li)暗示與頻率和傳輸距離有關的衰減項,切分為許多個慢速傳送速度、窄頻帶的訊號載在分歧的載波頻率上,為降服電力線上固有的雜訊、多重徑效應和頻率式微等現象,

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