窄帶電力通信引入OFDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速率
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2008年12月，法國(guó)電力集團(tuán)的全資子公司法國(guó)電網(wǎng)輸送公司(ERDF)宣布將制定和開發(fā)下一代電力線通信(PLC)規(guī)范及解決方案的合同交給Maxim公司。ERDF計(jì)劃在全法國(guó)配備AMM基礎(chǔ)設(shè)施中采用Maxim的首款基于OFDM的PLC調(diào)制解調(diào)芯片MAX2990，管理整個(gè)電力供應(yīng)鏈——從電力供應(yīng)商直至終端用戶。
據(jù)Maxim SP&C產(chǎn)品線中國(guó)區(qū)經(jīng)理Henry Chan介紹，AMM基礎(chǔ)設(shè)施將通過(guò)現(xiàn)有的電力線，在儀表、傳感器和中繼之間實(shí)現(xiàn)雙向通信，從而提升ERDF的監(jiān)測(cè)和控制能力，同時(shí)還將提高終端用戶了解電力使用情況的透明度，加強(qiáng)客戶端的用電管理。
Henry還透露，Maxim在國(guó)內(nèi)的推廣也在進(jìn)行中。一月份Maxim和北京的一家公司合作在某個(gè)小區(qū)里進(jìn)行了電力信號(hào)的傳輸測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了從地下二層的配電室到200米外的大樓的18層的成功傳輸。
MAX2990是Maxim在2008年6月推出的首款基于OFDM的PLC調(diào)制解調(diào)器。MAX2990采用具有DBPSK調(diào)制和前向糾錯(cuò)(FEC)功能的OFDM技術(shù)，能夠在存在窄帶干擾、群延遲、信號(hào)阻塞、脈沖噪聲和選頻衰減等干擾的情況下進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)通信。MAX2990符合國(guó)際電力線通信規(guī)范，包括CENELEC、FCC和ARIB。在工作頻率范圍10kHz至490kHz內(nèi)，支持大于100kbps的有效數(shù)據(jù)速率。
Henry表示，評(píng)估調(diào)制解調(diào)器時(shí)，最重要的一個(gè)因素是在給定信噪比(SNR)條件下的誤碼率(BER)。BER為在特定噪聲級(jí)別下，錯(cuò)誤比特?cái)?shù)與傳輸總比特?cái)?shù)的比值。
典型的FSK系統(tǒng)在2kbps數(shù)據(jù)速率、12dB SNR條件下具有104的BER，MAX2990在10kHz至95kHz的Cenelec波段、32kbps的數(shù)據(jù)速率、4dB SNR條件下可達(dá)到相同的BER。所以，采用具有糾錯(cuò)的OFDM技術(shù)能夠在更高的數(shù)據(jù)速率下提升8dB的性能。
OFDM系統(tǒng)具有更多數(shù)量的信號(hào)頻點(diǎn)，因而MAX2990能夠完成諸如Reed Solomon和卷積編碼等數(shù)據(jù)恢復(fù)算法。這些通道譯碼技術(shù)提供糾錯(cuò)位，能夠在不同的頻點(diǎn)上與數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸，以提高數(shù)據(jù)恢復(fù)能力。
MAX2990在單個(gè)芯片內(nèi)集成了物理層(PHY)和媒體訪問(wèn)控制(MAC)層，以及Maxim的16位RISC MAXQ微控制器。MAX2990具有32kB的閃存，用于運(yùn)行MAC編碼和用戶定義的應(yīng)用軟件，器件還帶有8kB的SRAM用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。此外，MAX2990支持通過(guò)UART、SPI和I2C等串行接口與電力線和網(wǎng)絡(luò)上的其它設(shè)備進(jìn)行通信。
圖2 MAX2990 結(jié)構(gòu)圖
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評(píng)論