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1、無線網路與通訊概論電力線網路 PowerLineNetwork 指導老師 余兆棠老師班級 夜四技電子四甲報告人 卓武良99530001林旻生99530013 電力線網路簡介PLC發展PLC規格HomePlug標準PLC重要特點PLC網路架構MVPLC網路架構耦合器 Coupler 報告項目 屋內設備LVPLC網路架構與應用訊號載波電力線的干擾 音干擾雜訊干擾多重 徑干擾家庭有線寬頻標準比較結 卓武良報告 林旻生報告 所謂的電力網路主要是透過電力線 將 據或資訊以 位訊號處 方法進 傳輸 所以統稱為電力線通訊 PowerLineCommunication 簡稱 PLC 以現有的實體線路而言 電力
2、線比乙太網路線路還多 所以不需要重新部線 可以直接使用 早期的電力線網路是用來控制家中的保全 燈光水電以及電器設備 電力線網路簡介 目前的電力線通訊技術分為X 10 CEBus Lonwork HomePlug等通訊標準 電力線通訊的歷史可從20年代開始 當時主要集中在11KV以上的高壓遠距離傳輸 其工作頻率在150khz以下到了20世紀50年代 低頻高壓電力線通訊技術已廣泛使用 50年代至90年代 電力線通訊開始應用在中壓和低壓電力網上 其應用主要在負載控制 自動抄表等服務 PLC發展 低速電力線通訊目前在低速電力線通訊規格的制定上 較具規模及知名度的有三個X 10 CEBus Lonwor
3、k 高速電力線通訊HomePlugHomePlug1 0HomePlugAVHomePlugBPL PLC規格 HomePlug技術標準發展到目前為止有以下三種 1 HomePlug1 0 傳輸速率為14Mbps 僅能作為網際網路接取之用 最新的標準為HomePlug1 0Turbo 傳輸速率最高可到達85Mbps 可應用在視訊 遊戲以及網路電視等更高速數據傳輸服務需求 2 HomePlugAV HomePlug電力線聯盟對於在家庭電力線上傳送影音視訊 制定了另一個標準HomePlugAV 傳輸速率最高可達到200Mbps 並以在2005年8月宣告完成 3 HomePlugBPL Broadb
4、andoverPowerLine 利用室外的電力線網路來傳送資料封包以達到上網目的 HomePlug標準 1 成本低 直接使用既有的配電網 需進 額外佈線 低網 的投資成本 2 範圍廣 電 線是覆蓋範圍最廣的網 3 高速 依設備 同傳送速 約在14 200Mbps之間 4 即插即用 電 線通訊屬於即插即用 用繁瑣的撥號 線過程 5 移動方 只要 接任何電源插座上 就可 即 線上網 PLC重要特點 電力系統 通訊網路 骨幹網路 最後一哩 通訊網路系統示意圖圖片來源 台灣電力公司 PLC網路架構 MVPLV網路架構圖圖片來源 台灣電力公司 MVPLC網路架構 電容性低壓耦合器圖片來源 台灣電力公司
5、 電容性中壓耦合器圖片來源 台灣電力公司 電桿性低壓耦合器圖片來源 台灣電力公司 電桿性中壓耦合器圖片來源 台灣電力公司 耦合器 Coupler 屋內設備 CustomerPremisesEquipment 是用於用戶端以連接電腦等周邊設備 此設備一端接於電力線 另一端為乙太網路或 等網路設備 電力線橋接器圖片來源 盛達電業Billion 相容性標誌圖片來源 HPA 屋內設備 對外ADSL網路 電力線 網路線 室內PLC網路架構圖製圖人 林旻生 LVPLC網路架構與應用 電力線系統中的載波與一般通訊的載波是不同的 一般通訊中的載波是由於本身資料的信號頻率較低 如果要透過無線傳輸則需相當長的天線
6、 故需加上一個高頻訊號以便將資料作傳送 但是在電力線系統中的載波是由於資料訊號是透過電力線進行傳輸 而電力線中的交流電本身就具有一定的頻率 台灣的110V的交流電是以60HZ為標準 而這60HZ就是電力線系統中的載波 而資料信號使用頻 約為2MHz 30MHz 訊號載波 位訊號在自由空間中或是材 介質中傳輸時 常會遭遇到的干擾問題包含 交互符號干擾 InterSymbolInterference ISI 反射干擾 音干擾 Crosstalk 雜訊干擾多重 徑干擾 multipathfading 電力線的干擾 PC管內的 音干擾製圖人 林旻生 音干擾常發生於同一條幹線中的電纜 纜線之間可能形成電
7、容或電感的耦合效應 因此發送信號可能經由耦合方式進入其他發送器或接收器 音干擾對於高頻訊號影響尤其嚴重 101 001 110 111 音干擾 001 001 雜訊的干擾的雜訊源通常是家用電器的開關 換 電動機啟動等電 電子元件所引起的突發性干擾 雜訊干擾製圖人 林旻生 雜訊干擾 路徑1 路徑2 路徑3 桌上型電腦 多工能事務機 ISP設備 室內多重路徑圖製圖人 林旻生 多重 徑干擾 表一 家庭有線寬頻標準比較資 源 Telscom2004 12月 家庭有線寬頻標準比較 雖然電力線網路相當多的優點與好處 但要將電力線網路普及化能須克服相當多的問題 例如高頻的電磁干擾等 目前已通過EMI檢測的家
8、用電器 對於PLC的影響並不嚴重 但是會在PLC使用的頻段中產生雜訊干擾 容易導致某部份的資料封包傳送失敗 並切造成傳輸數率下降 嚴重時也可能導致PLC網路癱瘓等狀況 目前電力線網路在全球並沒有規範出統一的國際標準 關於頻譜的劃分 使用的設備 訊號干擾可接受值 輸出的功率等等這些都是需要制定出一個標準 這也是目前國際所需探討的相關議題 但願電力線網路能及早普及化 讓民眾能有更多一項選擇 也使得網路能更深入偏遠地區 以便能照福更多民眾 在數位家庭的應用方面 由於電力線通訊直接利用插座提供各項影音資料 配合各式家用影音設備 不影響既有裝潢的前提下打造家庭影音劇院 電力線通訊網路在傳輸資料時的載波
9、並不會影響到其他電器的正常運作 而再加上安裝便利 僅以一般常見的RJ 45網路接頭即可進行接取 在安裝時完全不需要任何驅動程式 也讓電力線通訊的應用範圍擴增電力線通訊 不僅可用運用在電腦間的通訊網路 這門技術也被應用到家庭的自動化 流動電表自動抄表 網路遊戲 更進一步的技術HomePlugAV則運用到視訊多媒體 這項技術也爲人們帶來了便利性 林旻生99530013 卓武良99530001 結 1 ithome技術專題 有線網路最後一哩 PLC是電力線整合網路新趨勢 tw itadm article php c 40419 s 9 2 台電綜合研究所蒲冠志博士 工研院資通所 俊 專案經 電 線通訊 PLC 系統工程系 專刊 3 馬鴻祥 2004 06 24 電源網路橋接器簡介 http designer mech yzu edu tw 4 台灣電力公司 電力線通訊發展概況 tw 5 盛達電業Billion 參考文獻 報告完畢 謝謝指教
