通信工程的論文參考
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通信工程的論文參考篇1
淺談寬帶PLC和窄帶PLC通信技術(shù)對比
20世紀20年代,通信行業(yè)迎來了快速發(fā)展的時期,通信技術(shù)不斷進步。總的說來通信技術(shù)可以分成兩個主要的類別:第一類是寬帶電力線通信;第二類是窄帶電力線通信。所謂寬帶電力線通信指的是那些通信速率大于1MHz并且工作頻率大于2MHz的通信技術(shù),而窄帶電力線通信指的是速率不超過1MHz并且工作頻率不超過500kHz的通信技術(shù)。
1 電力線通信技術(shù)概述
1.1 寬帶PLC技術(shù)
在寬帶PLC技術(shù)發(fā)展的初始時期,通信技術(shù)標準是多種多樣的,但是隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步,現(xiàn)階段寬帶PLC技術(shù)正在逐步走向統(tǒng)一。總的來說,目前比較常見的200Mbit/s PLC技術(shù)主要有三個:第一個是HomePlug AV;第二個是UPA PLC;第三個是HD-PLC。
就HD-PLC技術(shù)而言,日本是使用該技術(shù)比較多的國家,其他國家使用的相對較少;HomePlug AV和UPA PLC在全球范圍內(nèi)都有使用者,因此目前兩者處于競爭市場份額的狀態(tài)。
一般來講,寬帶電力線通信技術(shù)主要有兩個主要用途:第一,用于室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)。這里的室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)指的是以寬帶電力線通信技術(shù)為媒介將室內(nèi)的不同房間都置于有網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài);第二,用于樓宇接入。相較于室內(nèi)聯(lián)網(wǎng),寬帶電力線通信技術(shù)在樓宇接入的應(yīng)用還處于不斷完善的狀態(tài),比較容易在最后的300米出現(xiàn)問題。
1.2 窄帶PLC技術(shù)
目前不同國家對窄帶PLC技術(shù)的頻帶要求有所不同,具體來講:歐洲國家將窄帶PLC技術(shù)的頻帶規(guī)定在3~148.5kHz之間;而美國的聯(lián)邦通訊委員會將窄帶PLC技術(shù)的頻帶規(guī)定在9~490kHz之間;日本也對窄帶PLC技術(shù)的頻帶進行了約束,限制在10~450kHz之間;就我國而言,我國比較重視3~90kHz的頻帶。
在窄帶PLC技術(shù)的發(fā)展的初始時期傳輸速率是比較小的,最大只能達到幾個kbps。此外,在傳輸數(shù)據(jù)的過程中經(jīng)常遭受干擾,在干擾的影響之下經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的問題,從而使得傳輸結(jié)果出現(xiàn)錯誤。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,我們逐漸走入了智能時代,人們對數(shù)據(jù)傳輸正確率的要求逐漸提高。此時,為了更好地滿足人們的需求和要求,人們將OFDM和FEC引入了窄帶高速PLC技術(shù),這樣就在很大程度上提高了實際應(yīng)用能力。
2 電力線通信技術(shù)的應(yīng)用情況
2.1 寬帶PLC技術(shù)的應(yīng)用情況
2.1.1 寬帶PLC技術(shù)室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用。
現(xiàn)階段,絕大多數(shù)家庭在室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)時選擇的技術(shù)都是HomePNA、MoCA、PLC中的一種。HomePNA技術(shù)需要電話線的支持,目前最新版HomePNA技術(shù)的物理層速率是320Mbit/s。但是HomePNA技術(shù)存在一些劣勢,最為關(guān)鍵的就是HomePNA芯片沒有辦法做到大量的生產(chǎn),這主要是因為生產(chǎn)該芯片的廠家只有一個。MoCA技術(shù)在使用過程中需要同軸電纜的支持,最新版MoCA技術(shù)的物理層速率是800Mbit/s。目前,使用MoCA技術(shù)比較多的是北美地區(qū)。就我國的家庭而言,使用較多的是PLC技術(shù)。相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示,我國民眾對PLC技術(shù)的接受程度約為87%。
PLC室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有三個不同的標準,這三個標準之間無法兼容,從而導致了每一個標準都占據(jù)一定的市場份額,但是無法占據(jù)特別多的市場份額。這在一定程度上制約了PLC室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的長遠發(fā)展。G.hn技術(shù)產(chǎn)品是通信產(chǎn)業(yè)的新寵兒,它的出現(xiàn)將會極大地促進通信行業(yè)的發(fā)展。
將PLC技術(shù)應(yīng)用在室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)時必須重點關(guān)注兩方面的能力:第一,單網(wǎng)絡(luò)性能;第二,鄰居網(wǎng)絡(luò)性能。在我國,使用室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)PLC技術(shù)的家庭絕大多數(shù)都居住在公寓樓中,不同家庭用戶之間的距離相對較短,這在一定程度上提高了對PLC技術(shù)關(guān)于鄰居網(wǎng)絡(luò)性能的要求。在公寓樓中,當相鄰的家庭之間同時打開網(wǎng)絡(luò)時,如果這些網(wǎng)路可以共同存在,這時就會出現(xiàn)多個信號,從而使得各自的網(wǎng)絡(luò)性能無法達到最優(yōu)水平。當鄰近的網(wǎng)絡(luò)具有對等的通信條件時,那么這些家庭就會共享一個寬帶,并將其進行均分處理。如何不斷提升鄰居網(wǎng)絡(luò)性能,從而使得鄰近的家庭都可以享受到滿意的網(wǎng)絡(luò)是人們十分關(guān)心的問題。從芯片的角度來提升鄰居網(wǎng)絡(luò)性能是可行的,也是很多廠商努力的方向?,F(xiàn)階段,比較常用的提高鄰居網(wǎng)絡(luò)性能的方法主要有兩種,分別是對功率進行有效的控制以及虛擬信道。
2.1.2 寬帶PLC技術(shù)寬帶接入方案與應(yīng)用。
對PLC寬帶接入的運營主要有兩種方法:第一,電信運營商直接運營。使用者要想使用PLC寬帶接入,他們就必須首先向電信運營商提交相關(guān)業(yè)務(wù)申請,接下來電信運營商給予使用者一個PPPoE賬號和一個PLC接入客戶端;第二,小區(qū)物業(yè)間接運營。電信運營商給予小區(qū)物業(yè)一個公網(wǎng)IP地址,接下來使用者向小區(qū)物業(yè)提交PLC寬帶接入申請,物業(yè)再給使用者一個私網(wǎng)地址。
總的來說,PLC寬帶接入是一項比室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)復雜的業(yè)務(wù),我國居民的居民風格千差萬別,大體上可以分成以下種類:公寓樓、TOWNHOUSE、別墅等,不同的住宅需要不同的PLC寬帶接入方式。具體來講,當居民所住公寓樓的層數(shù)不是很多時,為了接入PLC寬帶可以為整棟樓配備一個總配電柜;當居民所住公寓樓的層數(shù)很多時,已經(jīng)屬于超高層公寓樓,此時可以為每一層的使用者配備一個配電房。
PLC寬帶接入方式具有的優(yōu)勢主要有:第一,通過居民樓的電力線實現(xiàn)寬帶承載;第二,不需要成本投入很多的局端設(shè)備;第三,使用者在使用過程中不會覺得十分復雜。但是PLC寬帶接入方式也具有一定的劣勢:第一,在接入之前相關(guān)人員需要開展繁瑣的工程勘察工作;第二,施工過程十分復雜;第三,該種接入方式要求設(shè)備要具備較強的抗干擾能力。 2.2 窄帶PLC技術(shù)的應(yīng)用情況
2.2.1 窄帶PLC技術(shù)的主要標準。
和一些發(fā)達國家相比,我國對電力線載波通信技術(shù)的研究起步較晚,到現(xiàn)在為止我國還沒有關(guān)于窄帶高速PLC的比較成熟的標準。但是,在該領(lǐng)域比較發(fā)達的國家早就形成了相關(guān)的標準?,F(xiàn)階段,國外比較常見的窄帶高速PLC標準主要有三種,分別是PRIME、G3-PLC和ITU-T批準通過的G.hnem,上述三種標準都涉及了OFDM調(diào)制解調(diào)技術(shù)。
第一,PRIME標準。使用PRIME標準的主要是一些歐洲國家,首次使用該標準的企業(yè)是IBERDROLA供電公司。PRIME標準明確指出了信號在通信過程中需要的頻帶是CENELEC-A,頻率最小值是3kHz,最大值是95kHz,數(shù)據(jù)在傳輸過程中的最大速率是130kbps。2010年,西班牙開始電力公司IBERDROLA計劃大批量的安裝以PRIME標準為基礎(chǔ)的電表,最開始安裝的數(shù)量是10萬臺。
第二,G3-PLC標準。G3-PLC標準的提出者有兩個,分別是Electricite Reseau Distribution France,法國配電網(wǎng)絡(luò)公司,簡稱ERDF,以及Maxim,美信半導體公司。在該標準的支持之下,數(shù)據(jù)傳送的最小速率是20kbps,最大速率是300kbps?,F(xiàn)階段,人們已經(jīng)對G3-PLC標準在法國和美國進行了測試,測試結(jié)果非常
理想。
第三,ITU-T G.hnem標準。前面介紹的兩種標準之間互不兼容,這就在一定程度上限制了它們的實際應(yīng)用。ITU-T G.hnem標準的出現(xiàn)很好地解決了這一問題,ITU-T G.hnem標準具有一定的統(tǒng)一性,用戶可以在全球范圍內(nèi)使用該標準。此外,ITU-T G.hnem標準兼顧了G3-PLC標準和PRIME標準的優(yōu)勢,還具有一些其他獨特的優(yōu)勢。總的來說,ITU-T G.hnem標準是一種比較新型的通信標準,它在傳送數(shù)據(jù)時的最大速率可以達到1Mbps。
目前,PRIME標準支持的頻帶介于3~95kHz之間,而G3-PLC標準支持的頻帶介于10~490kHz之間,ITU-T G.hnem標準支持的頻帶和G3-PLC標準相同。
2.2.2 高速窄帶PLC技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用。
窄帶高速電力線載波通信可以使用在智能電網(wǎng)中,這主要是因為窄帶高速電力線載波通信的支持下,智能電網(wǎng)可以實現(xiàn)實時通信。此外,窄帶高速電力線載波通信還可以應(yīng)用到配用電網(wǎng)絡(luò)自動化通信,具體來講包括AMR/AMI、DSM、V2G通信、家庭能源管理等。
AMR/AMI早在很久之前就開始引入了PLC技術(shù),隨著時代的發(fā)展和社會的進步,電力系統(tǒng)對自身的要求不斷提高,電力系統(tǒng)非常重視對實時監(jiān)督和調(diào)度的開發(fā),電力線載波技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展極大地滿足了電力系統(tǒng)的需求。到現(xiàn)在為止,全球范圍內(nèi)已經(jīng)擁有超過幾百萬的基于PLC技術(shù)的PLC智能儀表設(shè)施。
電動車是一種十分具有潛力的交通工具,未來人們對電動車的需求必然會逐漸增加。電力線是電動車充放電連接和PLC的共同媒介,在電力線的輔助之下,PLC技術(shù)將具有更好的發(fā)展前景。
3 結(jié)語
在通信技術(shù)中,以帶寬為標準對其進行劃分可以分成兩類,分別是寬帶電力線通信和窄帶電力線通信。本文以通信技術(shù)為研究對象,對寬帶電力線通信和窄帶電力線通信進行了對比分析。
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