電力線通信對于普通人而言，又是一個陌生詞匯。為了增進(jìn)大家對電力線通信的認(rèn)識，本文將對介紹如何設(shè)計可靠的電力線通信。如果你對電力線通信存在興趣，或?qū)Ρ疚募磳⑸婕暗碾娏€通信內(nèi)容存在興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

電力線通信(PLC)是一種采用電力線作為通訊介質(zhì)的通信技術(shù)。在與供電同一根電力線上傳輸數(shù)據(jù)，從而可以將房屋或汽車現(xiàn)有的電力基礎(chǔ)設(shè)施用于傳輸數(shù)據(jù)，而不需要增新加電線。電力線通信技術(shù)正在經(jīng)歷快速增長的階段，并找到了進(jìn)入多個應(yīng)用和市場領(lǐng)域的方式，包括智能電網(wǎng)、照明控制、太陽能面板監(jiān)控、能量計量、家用視頻分配、電動汽車等等。全球在提倡節(jié)能，這促進(jìn)了讓能源產(chǎn)生和能源消耗的設(shè)備互相通訊的需求。電力線通信提供了一個獨(dú)特的無需新建設(shè)施的方法，使智能能量管理技術(shù)快速遍布世界各地。和無線解決方案不同，電力線通信不受視線和傳輸范圍的限制。電力線通信對于很多應(yīng)用來說也是一種低成本和易安裝的技術(shù)。

今天，系統(tǒng)設(shè)計者能從超過十家半導(dǎo)體供應(yīng)商買到電力線通信器件。這些器件很多都針對特定的應(yīng)用和市場進(jìn)行了優(yōu)化。現(xiàn)在有如此廣泛的選擇余地，開發(fā)人員需要懂得影響電力線通信系統(tǒng)性能和可靠性的因素，并能克服通常的設(shè)計挑戰(zhàn)。

任何通信系統(tǒng)都包括四個主要組成部分：

1.發(fā)射機(jī)

2.接收機(jī)

3.通訊介質(zhì)

4.信號本身

如前面提到的，在電力線通信的通訊介質(zhì)是電力線。圖1顯示了一個通用電力

線通信系統(tǒng)框圖。發(fā)射機(jī)調(diào)制信號并發(fā)送到電力線。另一頭的接收機(jī)解調(diào)信號并接收數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)竭_(dá)接收機(jī)時信號被電力線的阻抗衰減了。當(dāng)信號通過電力時，介質(zhì)中的任何噪聲也會破壞信號。

圖1：一個典型的電力線通信系統(tǒng)框圖。電力線阻抗衰減了傳輸信號的。線路噪聲可明顯影響信號。

簡要地介紹了一下基礎(chǔ)，讓我們逐個介紹一下影響電力線通信系統(tǒng)性能和可靠性的因素。這些因素包括：

1)發(fā)送信號強(qiáng)度

2)電力線噪聲

3)電力網(wǎng)絡(luò)阻抗

4)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

5)接收機(jī)靈敏度

對于這些因素我會逐個做一些建議。最后，也會討論一下多個階段和系統(tǒng)成本。

發(fā)送(Tx)信號的強(qiáng)度

較強(qiáng)的Tx信號意味著更多的信號功率經(jīng)過電力線。較強(qiáng)的信號是不易受電力線噪聲影響的，可以傳輸?shù)馗h(yuǎn)。Tx信號的強(qiáng)度也會影響電力線通信節(jié)點(diǎn)功耗，因?yàn)樾盘柲芰枯斎氲诫娏€越多，節(jié)點(diǎn)消耗的能量也越多。

更理想的情況是，開發(fā)人員會增加發(fā)射機(jī)的信號強(qiáng)度，直到他們達(dá)到電力線最佳的性能和功率消耗。然而，Tx信號強(qiáng)度受到一些組織的嚴(yán)密的控制的，如北美的FCC和歐洲的CENELEC。FCC和CENELEC也規(guī)范聲波，可以由主Tx信號傳輸?shù)诫娏€。這些法規(guī)要做的是，防止不同頻帶的信號互相干擾。

當(dāng)選擇一個電力線通信設(shè)備時，檢查一下Tx信號是否符合目標(biāo)市場的強(qiáng)度大小要求。同時也應(yīng)該符合FCC和CENELEC標(biāo)準(zhǔn)。理想的情況是，Tx增益應(yīng)該是可配置的，這樣你可以根據(jù)其他系統(tǒng)調(diào)試Tx信號強(qiáng)度。此外，確認(rèn)PLC節(jié)點(diǎn)消耗多少能量，從而達(dá)到FCC和CENELEC要求的最佳發(fā)射信號的強(qiáng)度。當(dāng)然，能量消耗越少越好。

電力線噪聲

一旦發(fā)射信號注入到電力線，其完整性取決于線路上噪聲大小-噪聲越強(qiáng)對噪聲的信號破壞就越大。電力線噪聲可以來自多個方面。電力線噪聲可以簡單地分為兩種類型：脈沖型和連續(xù)型。

脈沖噪聲是不可預(yù)知的，并以脈沖序列出現(xiàn)，如圖2所示。例如，這種類型的噪聲可以來自于一個在廚房里攪拌機(jī)的開關(guān)。很難設(shè)計一個這樣的系統(tǒng)，其可忍受不可預(yù)測的，巨大的脈沖噪聲而不降低數(shù)據(jù)速率。更常見的情況是，這種類型的噪聲會完全覆蓋線路上的任何數(shù)據(jù)包。

圖2：電力線脈沖噪聲

連續(xù)噪聲，在另一方面，比脈沖噪聲更容易預(yù)測 (見圖3)。連續(xù)噪聲通常取決于社區(qū)，城市，或國家的電力線安裝質(zhì)量。因?yàn)殡娏A(chǔ)設(shè)施最初是設(shè)計來用于有效地傳輸電力而不是數(shù)據(jù)，所以電力線安裝時很少注意到線路的噪聲水平。根據(jù)系統(tǒng)工作在地球的哪個地方，電力線噪聲可能大也可能小。

圖3：電力線連續(xù)噪聲

為了能夠在電力線上魯棒性通訊，信噪比(SNR)需要保持在一定的閾值。如果在PLC系統(tǒng)頻率范圍內(nèi)有高振幅的連續(xù)噪聲，最好要隔離噪聲，可以通過從PLC接收機(jī)移除，或通過在產(chǎn)生噪聲設(shè)備供電端增加一個攔截電感，來削弱噪聲頻率使其低于接收機(jī)信噪比。

以上便是此次小編帶來的“電力線通信”相關(guān)內(nèi)容，希望大家對如何建立可靠的電力線通信具備一定的認(rèn)知。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!