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电力线通信室内联网技术概述的问题和路径

作者:第一论文网 更新时间:2015年10月26日 21:04:51

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2012)33-7911-02
  电力线通信(Power Line Communication, PLC)是通过电力线实现信息传输的通信技术,是现在比较热点的研究课题。这种接入技术并不需要重新布线,而是在现有电力线上实现数据语音和视频等多业务的承载,能实现多网合一,终端用户只需要插上电源插头就可以实现多种通信功能,如因特网接入、收看电视频道节目、接打电话或可视电话。PLC结构图如图1所示。
  1 室内电力线通信特点
  由于直接利用已有电力线系统,避免了工程的重复性建设,不仅节省了施工时间也大降低了工程成本。对运营商来说,在节约化建设的同时,获取了抢占用户的先机。
  与现有室内接入技术相比,PLC通信具有如下较显著的优点:
  1)节约成本,电力线的覆盖范围远远大于光纤,铜缆等,有电力线的地方无需额外布线,很大程度上降低了成本,节约投资。
  2)工程施工快,利用现有网络,可以不对已装潢房屋进行挖洞,穿墙等。特别是较旧住宅未铺垫光缆线路。同时无新增线路,不破坏房屋美观。
  3)可以同时实现多种应用,实现信息传输的同时,实现家电控制等,也为可以为现在比较热门的智能家庭、物联网等提供物理基础。
  4)每个插座均可实现网络联接,也方便同一房间内实现局域组网,为家庭共享,协作办公提供方便。
  下表从多个角度分析有线和无线室内联网技术的速度、距离及优缺点:
  2 电力线信道特点
  与光纤等通信信道相比,由于电力线最初设计并没有考虑通信需要,作为通信信道,条件相对恶劣。主要存在以下几点原因:
  1)电力线网网络内广泛存在其他电气设备干扰严重。很多设备均非纯阻性,这些设备会给传输信号带来恶劣影响。
  2)较强的时变性。由于早晚,冬夏,网络中设备变化很大。
  3)因为较强的衰减特性,网络中各节点也会表现出性能差异较大。
  在PLC通信网络,通信信息由信息输出端通过不同路径到过信号接收端,由于阻抗的不匹配,网络各节点均存在不同程度的信号反射,多次反射后的信号由不同路径到过接收端。给网络带来了严重的多么效应。
  3 PLC关键技术
  通过研究知,影响电力线通信可靠性的主要因素有:噪声电平高、阻抗变化大、信号电平衰减剧烈等。
  OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术,多载波调制的一种。OFDM技术具有较强的抗ISI能力以及高频谱效率,基于电力线的信道是时变的,存在严重的频率选择性衰落和多径效应,可通过OFDM技术提高电力线网络的传输质量,保证带宽传输效率。
  下表对PLC 200M技术进行了概述。
  4 PLC适用场合
  根据前文分析电力线室内互联具有其他接入方式无可比拟的优势,可以随时拆卸,重复利用,不浪费投资;组网灵活方便;区域内信号随处可达;且可达到通信要求。特别适合于场地不固定,随租约而变(会展、专业市场、个体户);没有条件进行有线网络部署(租房用户);相对孤立的特殊区域(游船、列车、地铁)等特殊场景组网。也适用于家庭室内互联,小公司内部建网以及会议室联网等。
  5 尚需解决问题
  PLC通信目前尚需解决的主要问题有如下三点:
  1)目前PLC技术不如其他技术成熟,还达不到高质量的数据传输要求。
  2)目前其他上网接入技术带宽越来越高,新的接入技术层出不穷,特别是LTE的应用,无线带宽接入更加方便。相对成熟的通信传输技术,PLC技术还需要继续研究,不断进步才能有广阔的应用前景。
  3)绿色生活逐渐影响人们的生活观念。虽然PLC技术相对其他无线技术拥有低辐射的优点。但随着要求的越来越苛刻。在实际应用中,电磁辐射要降至最低。
  6 结束语
  该文综述了室内电力线通信技术,并对应用进行了分析,也介绍了目前存在的问题。通过多年的研究和发展,利用电力线来传输数据的技术已相当成熟。随着网络技术及多媒体技术的发展,利用电力线来实现高速Internet接入及多媒体信息传输是当前的研究热点,国内外在相关研究和应用方面已取得了很大进展。利用电力线网络通信技术,可以为智能家居系统提供良好的网络化通信平台,能推动数字家庭产业的快速发展,对于改善现代人类的生活质量,创造舒适、安全、便利的生活空间有着非常重要的意义,具有非常良好的市场前景。
  参考文献:
  [1] 中国电信.电力线通信室内联网技术研究报告[R].广州:中国电信股份有限公司广州研究院, 2010.
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  [3] 毛婕.基于OFDM电力线宽带通信的研究与实现[D].华北电力大学, 2003.
  [4] 周建新.电力线通信中降低OFDM峰均比技术研究[D].新疆大学,2011