電力線通信基本方式

電力公司的本地配電子網具有廣大的布線結構，既可傳送電力，也也可作為通信媒體，包括Internet。

在20世紀80年代以前，交流電源線除輸電外，僅用于簡單的低速數據通信，如電表讀數、負荷控制等。低速數據通信的應用的應用限于低壓配電變壓器的內側，第五配電變壓器需安置集中器，通過PSTN、光纖或無線電設備而傳送。在歐洲，第一配電變壓器為數百信居住點服務，而在美國僅為4-6個居住點，因而電表自動讀數技術最早用于歐洲。隨著美國1996年電信法案的放寬管制，電力部門得以經營通信業務，美國4-6個家庭公用一電桿上的變壓器就可提供以下的業務：本地電話接入、Internet接入，電表、水表、煤氣表讀數，電力負荷管理，盜警、火警監測等。用交流供電線作為通信媒體所遇的難題是交流噪聲對數據的損害以及信號的衰減，近年來這些問題已得到解決。參照開放系統互連參考模型，采用三層的分層設計方案，以最優化的設計使電力線的不利環境利以克服。采用高度集成的芯片組可以很容易地實現這簡化的三層體系結構，其底層包含物理層，低層鏈路協議，和媒體訪問控制(MAC)子層，可補償電力線的任何危急狀態。第二層為數據鏈路控制，最高層為應用層。

1、電力線物理

美國FCC的通信規程允許以535-1075MHz作為電力線通信頻段。過去的電力通信用MODEM來調制50-500KHz的載波頻率，采用移頻鏈控(FSK)或移幅鍵控(ASK)。當電器插入或拔出電源插座時，這類電力線通信MODEM需經常加以調整，以調節信號的衰減和噪聲。一般說來，擴頻系統具有良好的抗電力線噪聲性的噪聲和頻率衰減等影響而產生了信與同步問題。在物理層中采用了獨特的擴頻技術提供了快速同步，使電力線通信成為高速、可靠、實用，使數據以連續序列的比特傳輸于短幀之中。物理層也介入快速的均衡作用，使接收信號所受到的噪聲和頻率衰減得到補償。中國電纜網版權所有，轉載請注明來至中國電纜網

2、可靠的低層鏈路協議

數據鏈路協議層具有三項關鍵的特性，使這種大型、多節點網絡能可靠地運行于電力線。首先，該鏈路協議將用戶發出的較長信息包折成較短的電力線幀。對于電力線傳輸來說，短幀是必要的，因為傳輸愈長所受到的損傷也就越大。其次，該鏈路協議提供了可靠的糾錯與檢錯，當收到幀時就對其中的數據進行檢測，并確定應重發的幀。第三，該鏈路協議提供自適應均衡，由于電力線上的噪聲和衰減以千毫的數量級時刻變化，如不及時補償，信號就將丟失。

3、媒體訪問控制(MCA)子層

媒體訪問控制子層采用MAC算法，專用線所用的MAC算法不能轉移到電力線。令牌傳遞是適用于電力線的方案。在電力線上，噪聲與信號之間的區分是比較困難的，令牌傳遞可在噪聲環境下保證節點間三萬握手的可靠傳送而不致丟失令牌。由于每一節點的位置各不相同，每一節點在不同的噪聲和衰減情況下“聽”傳輸。有此可能，某些站點遺失一次傳輸，而另一些站點則“聽”傳輸。在令牌傳遞中，節點在未獲得令牌之前不能傳送，因此在任一節點傳輸時其它各節點不可能發送。