电力通信的发展展望

如题所述

传统的电力线载波通信(PLC)主要利用高压输电线路作为高频信号的传输通道,仅仅局限于传输话音、远动控制信号等,应用范围窄,传输速率较低,不能满足宽带化发展的要求。PLC正在向大容量、高速率方向发展,同时转向采用低压配电网进行载波通信,实现家庭用户利用电力线打电话、上网等多种业务。国外如美国、日本、以色列等国家正在开展低压配电网通信的研究和试验。由美国3COM,Intel,Cisco,日本松下等13家公司联合组建使用电力线作为传送媒介的家庭网络推进团体--Homeplug PowerlineAlliance,已经提出家庭插座(Home Plug)计划,旨在推动以电力线为传输媒介的数字化家庭(DigitalHome)。我国也正在进行利用电力线上网的试验研究。可以预见,在将来人们可以使用电力线实现计算机联网及Internet接入、小区安全监控、智能自动抄表、家庭智能网络管理等业务,以低压电力线为传输媒介的载波通信技术必将得到更为广泛的关注和研究。未来的PLC应该能实现通信业务的综合化、传输能力的宽带化和网络管理的智能化,并能实现与远程网的无缝连接。
还存在以下两个方面的问题有待进一步研究:
(1)硬件平台:主要包括通信方式的合理选择、通信网络结构的优化选择等。扩频方式、OFDM技术和多维网格编码方式各有优点,哪一种适合低压网还有待研究,或者也可以采用软件无线电的思想为这三种方式提供一个统一的平台。电力网结构非常复杂,网络拓扑千变万化,如何优化通信网结构也是值得研究的问题。
(2)软件平台:主要包括进一步研究PLC通信理论,改进信号处理技术和编码技术以适应PLC特殊的环境。除了研究适合电力线通信的调制技术、编码技术外,还需要研究自适应信道均衡、回波抵消技术、自适应增益调整等,这些技术在低压PLC对保障通信尤为重要。
(3)网络管理问题:除了上网、打电话外,低压电力线还可以完成远程自动读出水、电、气表数据;永久在线连接,构建的防火、防盗、防有毒气体泄漏等的保安监控系统;构建的医疗急救系统等等。因此利用电力线可以传输数据、语音、视频和电力,实现四网合一,也就是说家中的任何电器都可以接入到网络中,和骨干网连接。但是如何实现四种网络的无缝连接,以及由此带来的非常复杂、庞大的网络管理问题需要进一步的研究。
电力猫是电力通信技术的最新应用和发展。所谓电力猫,即“电力网络桥接器”,是一种把网络信号调制到电线上,利用现有的电线来解决网络布线问题的设备。作为科技催生的第三代网络传输设备,电力猫正在以其独特优势风靡全球。其工作原理就是利用电线传送高频信号,把载有信息的高频信号加载于电流上,然后利用电力传输。接受信息的电力网络桥接器再把高频信号从电流中分解出来,从而在不需要重新布线的基础上实现上网、打电话、观看IPTV和使用监控设备等多种应用。 GNU Radio 是免费的软件开发工具套件。它提供信号运行和处理模块,用它可以在易制作的低成本的射频(RF)硬件和通用微处理器上实现软件定义无线电。这套套件广泛用于业余爱好者,学术机构和商业机构用来研究和构建无线通信系统。GNU Radio 的应用主要是用 Python 编程语言来编写的。但是其核心信号处理模块是C++在带浮点运算的微处理器上构建的。因此,开发者能够简单快速的构建一个实时、高容量的无线通信系统。尽管其主要功用不是仿真器,GNU Radio 在没有射频 RF 硬件部件的境况下支持对预先存储和(信号发生器)生成的数据进行信号处理的算法的研究。

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