《an1000电力线高速通信网络结构及协议研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《an1000电力线高速通信网络结构及协议研究（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要 摘要 人们日 常生活和工作中需要的信息量越来越多，为实现快捷、 方便地获取各种有用信息，需要用一种网络来承载各种信息的传 播，做到信息资源共享。电力网拥有其它网络不可比拟的广泛性， 不需额外的铺设和维护开销，成为满足这种需求的首选方式之一。 本文使用美国A N公司的电力载波产品A N I O N， 介绍了电力 载波通信中影响信号传输的一些关键问题。 利用A NI O N支持的功 能指令编写MA C层协议组建令牌总线局域网， 能够稳定地运行和 传递令牌。参考T C P / I P 协议的实现，编写了简单的网络协议和传 输管理协议，提供带确认的面向连接的服务。开发了应用层协议， 实现在多机之
2、间互传文件和信息。 虽然本文仅使用计算机进行组网实验，但其实现原理和方法 可以推广到一般的电力终端.本文的结果表明，经过统一的编解 码，各种信息都可以使用电力网络来承载。 在我国高速电力载波通信的研究刚刚起步，本文仅对使用电 力线组成局域网进行了尝试，为今后进行组建广域网的研究打下 了基础。 【 关键字】电力线通信，网络协议，串行通信 【 论文类型】应用研究 西安交通大学硕士学位论文 Ab s t r a c t M o re a n d m o r e i n f o r m a t i o n i s n e e d e d i n p e o p l e s d a i l y l i
3、v e s a n d w o r k s . I n o r d e r t o g e t t h e u s e f u l i n f o r m a t i o n r a p i d ly a n d c o n v e n i e n t l y , a r e q u i r e m e n t i s p u t f o r w a r d t o u s e o n e n e t w o r k t o c a r ry a l l s o rt s o f in f o r m a t i o n , t h e r e b y t o a c h i e v e i
4、n f o r m a t i o n re s o u r c e s h a r e . A s t h e m o s t u n i v e r s a l n e t w o r k a n d d i s p e n s e w i t h a d d i t i o n a l e x p e n d i t u r e i n i t s e s t a b li s h m e n t a n d m a i n t e n a n c e , t h e e l e c t r i c p o w e r n e t w o r k i s o n e o f p r e
5、f e r r e d c h o i c e s t o m e e t t h i s d e m a n d B a s e d o n t h e e l e c t r i c c a r r i e r p r o d u c t A N 1 0 0 0 o f A d a p t iv e N e t w o r k s c o m p a n y o f A m e r i c a , s o m e k e y p r o b l e m s o f c o m m u n i c a t i o n , w h i c h c a n a ff e c t s i g n
6、a l t r a n s m i s s i o n t h r o u g h p o w e r l i n e s , a r e i n t r o d u c e d . U s i n g c o m m a n d s s u p p o rt e d妙 A N 1 0 0 0 , a MA C l a y e r p r o t o c o l i s c o m p l e t e d t o b u i l d u p a l o c a l a r e a n e t w o r k , w h i c h c a n o p e r a t e a n d p a s
7、 s t o k e n s t e a d i l y . R e f e r r e d t o t h e r e a li z a t i o n o f T C P / I P p r o t o c o l s , a s i m p l e i n t e rne t p r o t o c o l w i t h a t r a n s f e r c o n t r o l p rot o c o l s i s f u l f i l l e d , w h i c h p r o v i d e s u s e r s t h e s e r v i c e w i t
8、h c o n n e c t i o n a n d c o n fi r m a t i o n . T h e n a n a p p l i c a t i o n p ro t o c o l i s c o m p l e t e t o s u p p o rt fi l e t r a n s f e r a n d i n f o r m a t i o n e x c h a n g e b e t w e e n c o m p u t e r s . A l t h o u g h o n l y c o m p u t e r s a r e u s e d in n
9、 e t w o r k e s t a b l i s h m e n t a n d t e s t i n g , a l l p r i n c ip l e s a n d m e t h o d s c a n b e u s e d i n o t h e r c o m m o n e l e c t r i c t e r m i n a l s a s w e l l . F r o m t h i s p a p e r , it c a n b e c o n c l u d e d t h a t a l l v a r i e t i e s o f i n f o
10、 r m a t i o n c a n b e t r a n s m it t e d t h r o u g h e l e c t r i c p o w e r n e t w o r k u s i n g s a m e c o d e a n d d e c o d e t e c h n i q u e s . I n C h i n a , re s e a r c h i n t h e a re a o f h i g h - s p e e d p o w e r l in e c o m m u n i c a t i o n s i s j u s t u n d
11、 e r w a y . T h e a p p r o a c h t o s e t 叩 a l o c a l a r e a n e t w o r k t h ro u g h p o w e r l i n e s p re s e n t e d i n t h i s p a p e r w i l l b e h e l p f u l f o r f u t u re re s e a r c h t o s e t u p a w i d e a r e a n e t w o r k . K e y W o r d s p o w e r l i n e c o m m
12、 u n i c a t io n , n e t w o r k p r o t o c o l ; s e r i a l c o mmu n i c a t i o n I T h e s i s T y p e R e s e a r c h f o r A p p l i c a t i o n 绪论 1 绪论 1 . 1 课题的背景及意义 2 1 世纪是信息爆炸的时代， 信息不仅在数量上有巨大的增长， 其范畴和表现形式也有了很大的扩展，从原来的语音、文字或图 像的单一形式发展到多种形式的结合。信息技术的飞速发展使人 们可以通过电话、电视和互联网等多种形式获得需要的信息。但 是这些获
13、取方法依赖于不同的网络，各自的信息不能做到互通有 无，造成资源的浪费，而且重复的线路铺设和维护花费，也严重 影响了网络的覆盖面和终端用户的接入.数字技术的发展，尤其 是在编码和交换技术方面的突破，使得各种信息可以用统一的数 码进行传输、交换和分配，使各种网络合而为一成为可能。目前 电话网、有线电视网已经进行了大量的尝试，推出了许多新技术 为用户提供宽带网络接入服务。但是，在很多农村和边远地区， 还没有铺设电话和有线电视线路，更不用说接入宽带服务。电力 网络是最普及的有线网络，实现电力与信息的合一，充分利用现 成的电力网络承载电话、电脑和电视网络，会带来极大的经济性 与方便性川。 利用电力线进行
14、高速数据传输不仅给电力企业带来新的市场 和商机，为广大用户提供低成本、高性能的服务，而且也满足了 电力系统市场化运营后越来越多的信息需求。峰谷电价、实时电 价、智能化电表的发展，都需要实时的电力信息传递。配电自 动 化的发展使得楼宇自 动化、 远程自 动化抄表技术市场迅猛增长， 开发一种以低压配电线为媒介的电力通信系统，构建面向千家万 户的 配电 网 通信系 统是实 现电 力市 场 化 和配电自 动化的 基 础 2 气 1 . 2电力线通信的技术和主要问题 1 .2 . 1 概述 根据使用的调制方法和达到的传输速率，目 前电力线通信技 术主要分为两种:电力线载波通信 ( P L C , P o
15、 w e r L i n e C a r r i e r ) 和 宽 带电 力 线 通 信( P L T , P o w e r L in e T e le c o m m u n ic a t i o n ) . 自2 0 世纪2 0 年代以 来，电力系统就利用P L C技术在 1 1 0 W 以上的高压线上进行远距离信息传输。到2 0世纪 5 0年代，低频 西安交通大学硕士学位论文 高压电力线通信技术己广泛应用于电力系统运行监控、继电保护 以及语音传输等方面。5 0年代后期，电力线通信逐步应用于中压 和低压配电网，如低压自 动抄表，电力设备的远程控制和诊断， 电网负荷控制，以及能源管理等方
16、面。 自1 9 9 7 年以来， P L T 技术得到突破性进展。它的目 标是提高 电 力 载波通 信速率 达到IV 伪 p s 或 更高。 目 前国际 上已 经有很多公司 在实验或者生产上采用 P L T技术的载波通信芯片，最高通信速率 可达 1 4 Mb p s . 实现电力网载波通信主要涉及以下三个方面的内容: 1 )调制解调. 从各种电力终端发出的数字信号经由A / D转换为模拟信号后， 要由 调制机将其调制到适合信道传输的频带上，以减小信号传输 时的衰减，方便接收端对载波进行检测和解调。选取一个好的频 带可以极大地提高信号传输速率，目 前本课题组由刘海涛同学带 头进行这方面的研究. 2 )信道特性及编码 电力信道不是很适合高频信号的传输，为了保证信号能够高 效、可靠地传输，发出的信号必须经过专门的编码才能调制载波 到电力信道上。编码可分为信源编码和信道编码。信源编码的主 要目 标是压缩每个信源符号的平均比特数或信源的码率，提高通 信系统的有效性。信道编码的主要目 标是提高信息传送的可靠性。 这部分内容由郑涛同学负责。 3 )网络协议. 实现了数字信号通过载波
