Power Line תקשורת (PLC) טכנולוגיות להפוך את זרם החשמל הקיים לתוך מדיום להעברת נתונים, המציע עמוד השדרה יעיל עבור בתים חכמים, אוטומציה תעשייתית וניהול רשת שימושי.הצלחת PLC hing על תוכניות מודולציה שיכול לעמוד בסביבה כוח קשה לשמצה - אשר נעשה על ידי רעש גבוה, תנודות אימפולסיביות, ואת האותות בין שלב זה, מודולציה (מחדש) מייצג גישה מבוססת על ידי מערכת אבטחה גבוהה של אבטחה גבוהה של מערכת מבוססת על ידי מערכת אבטחה גבוהה של אבטחה.

תוצאות של שלב ה-Moderulation

שלב מודציה היא טכניקה שבה זווית שלב של גל נושא הסינוסדי הוא מגוון ביחס לאמפליטו של האות המנוי של ה- Modulating. in אנלוגי, שלב המוביל משתנה ברציפות; ב- Digital PM - הידוע יותר בשם שלב שינוי שלב (PSK) - השלב לוקח מצבים דיסקרטיים המייצגים סמלים בינאריים או רב-דרגיים.

(ב) ויקרא י"א): "וַיָּבְהִיתִיא הוּא" (ב)

שם (FLT:0 ⁇ (tig)FLT:1 הוא השלב שנקבע על ידי הנתונים. המקלט מזהה את השלב של אות הנכנס ביחס ליחס (גילויים חמורים) או על ידי השוואת סמלים מוצלחים (גילוי אישי זה תחת בסיס נתונים כמעט כל תקני PLC המהירים כי הוא מקלקל נתונים של וריאציות מפוסלות, אשר מעוות באופן חמור על קווי חשמל.

שלב מודולציה מספקת מיפוי ישיר של ביטים למצבי שלב, ואת הדיאגרמת הקונסטלציה המתקבלת מייצגת את מרחב האות.בניגוד למודולציה אמפולודה (AM) או התדירות (FM), ראש הממשלה הוא פחות רגיש לכדי להשיג שינויים ותוספים שאינם לינאריות נפוצים בערוצי קו חשמל.חזקות זו היא הסיבה לכך ש- PM – במיוחד בצורת DM עם תת- PSKcarrierים – שולטות PLC.

מדוע שלב ה-Extulation Excels בסביבת Power Line

קווי חשמל אינם מיועדים לתקשורת.הם נושאים עומסים בלתי צפויים, מקרינה על התערבות אלקטרומגנטית, וסובלים מתקלות בלתי פתירה שגורמת להשתקפות רב-פת.שלב שלב, מציעה יתרונות נפרדים בתנאים אלה:

חנינה Noise Immunity

(כלי חשמל, החלפת ציוד חשמל ומנועים מייצרים רעש מפוכח ורחב פס רחב שיכול לצות אות מפוספסת-ממדת-ממדת.שלב אותות מגודלים, עם זאת, להעביר מידע בזווית של המוביל ולא בגודל שלה.כל עוד המקלט יכול לשחזר את ההתייחסות, וריאציות מפוסלות (עם טווח סביר) לא להשחית את הנתונים בצורה משמעותית יותר מ- 50/Ficente) הופך את ה-Fenticente-upente-upente-upente-upente.

התנגדות ל Fading and Attenuation

ערוצים קו חשמל מציגים את הקידוד התדירות-selective עקב נתיבי אותות מרובים (למשל, השתקפות של מתגים פתוחים, מעגלים סניף) שלב בשילוב עם חלוקת תדרים אוטוקונים מרובים (OFDM) מחלק את רוחב הפס הזמין למאות תת-קרקעיים צרים, כל אחד נושא איתות בשלב נמוך-מתמדן.

יעילות ספקטרום

באמצעות מספר רב של מצבי שלב, ראש הממשלה יכול לארוז יותר ביטים לסמל.QPSK מכפיל את שיעור הנתונים של BPSK ללא הגדלת רוחב הפס. תוכניות סדר גבוה יותר כמו 8-PSK או 16-PSK דחיפה נוספת באמצעות חישוב, אם כי הם דורשים יחסים טובים יותר לסימון (SNR). מתקדם PLC מתג דינמי בין הוראות מודולציה המבוססות על איכות ערוץ - תכונה מרכזית להתאמה לרמות רעש שונות ללא אמינות הקרב.

סוגים של שלב Modulation בשימוש ב- PLC

יישום PLC מודרני לעתים רחוקות להשתמש במודולציה שלב אנלוגי טהור; במקום זאת, הם משתמשים בגרסאות של שינוי דיגיטלי המכוון את הגרסאות המותאמות לערוץ.

שלב בינארי Shift Keying (BPSK)

BPSK משתמש בשני שלבים (0 ° ו-180 מעלות) כדי לשדר קצת לסמל.פשטות ועוצמה שלו להפוך אותו אידיאלי עבור אותות שליטה וטלמטרי בתדר נמוך, במיוחד במערכות PLC צר כגון אלה המשמשים לתקשורת חכמה (למשל, G3-PLC ו- PRIME). BPSK הוא חסין מאוד לשגיאות שלב כי סף ההחלטה הוא גדול, אבל דרך זה מוגבל.

שלב הריבועים Shift Keying (QPSK)

QPSK מעסיקה ארבעה שלבים (45 °, 135°,225 °, 315 °) כדי לקודד שני ביטים לסמל, ביעילות להכפיל את שיעור הנתונים על BPSK תוך שמירה על אותו רוחב פס.זה העבודה של תקני פס רחב רבים (למשל, HomePlug AV) והוא לעתים קרובות את המודולציה הבסיסית של תת-מקלעים.

שלב שונה Shift Keying (DPSK)

ב DPSK, ההבדל בין סמלים מוצלחים נושא את המידע, ביטול הצורך בהתייחסות שלב מוחלט.זה יתרון במיוחד על קווי כוח שבו שחזור המוביל הוא מאתגר עקב תדירות מורדות ורעש שלב.DPSK משמש נרחב ב- PLC צר כי זה מפשט עיצוב מקלט ומספק זיהוי אמין גם עם שלב משמעותי JPSK ו DQ הם נפוצים כמו CEN 500 ו- CLL.01.

Offset-QPSK (OQPSK) ו ⁇ /4-DQPSK

גרסאות אלה להפחית את התנודות המעטפה של האות המועבר, אשר מועיל עבור מגברי כוח שעשוי להיות לא ליניארי. OQPSK staggers את רכיבי ה-phase ו quadrature, הגבלת מעברי שלב ל-90°; ⁇ /4-DQPSK חלופיים בין שני קבוצות כוכבים, הימנעות מ-180 מעלות. אלה ניגשים נמוך יותר מפליטות פסים ומשפרים עם דו-קיום עם מכשירים אחרים על הקו.

יישום כללי PLC Standards

שלב המודולציה היא חלק בלתי נפרד מכמה תקני PLC הנפוצים ביותר.הבנת תפקידם בכל אחד עוזר להמחיש את הרכישות המעשיות.

HomePools ו- PHY

HomePlug AV, הבסיס עבור רבים בבית רחב מותאמים PLC, שימושים של DM עם עד 1155 subcarriers המשתרע על פני 1.8-30 MHz.כל תת-קרקעי ניתן לשנות באמצעות BPSK, QPSK, או 1648 /256-256-QAM (שילוב של שלב ומודולציה אמפולטיבית).

ג'ון (ITU-T G.9960)

תקן G.hn מאמת את התקשורת על קווי חשמל, קווי טלפון, ו coax. זה מעסיק את DM עם עד 4096 subcarriers ותומכת PSK ו QAM Modulations. in G.hn, שלב מודולציה משמש עבור קבוצות כוכבים מסדר נמוך (BPSK, QPSK) כמו גם עבור preamble ולשלוט יציבות.

Narrowband PLC: G3-PLC ו- PRIME

עבור יישומי רשת חכמים, פס צר PLC פועל ב CENELEC A להקה (3-95 kHz) או FCC נמוך להקה (10-490 kHz) G3-PLC משתמשת של DMcross עם BPSK, QPSK, ו 8-PSK, יחד עם קידוד אופציונלי של קונסולת אופציונלית DMIVEDIVEDPSKs ו-DMSDIVELIVELIVEL (DEROL) עם שימושים קלים ב-DERDERDERDERDERDERDEROLEROLERDERDEROL (DEROL) , DEROLERDERDERDERDER DERDERDERDPSK, DMIVE DER DERDERDER , DMING DER DER DER , DER , DER , DER , DER , , DMING DMING DERDERDMING DER , , , DER , DMIVE , , , , , , , , , DMIVE , ® DMING DM

הן G3-PLC והן PRIME משלבות את שלב המודולציה כמודולציה של הנתונים העיקריים בגלל החוסן שלה לרעש פס צר וקידוד אדפטטיבי בתדרים.ניסויים בשטח הראו כי PSK אחר יכול להשיג תקשורת ללא שגיאות לאורך כמה קילומטרים של קווי הפצה בשילוב עם תיקון חזק (FEC).

אתגרים וטכניקות מייגציה

למרות היתרונות שלה, שלב מודולציה על קווי כוח עומדים כמה ליקויים הדורשים הנדסה זהירה.

Multipath Propagation

קווי חשמל יש נקודות השתקפות מרובות עקב אי התאמה לקויה בצומת, splices, ועומסים.זה יוצר תגובה אימפולס ערוץ עם הדים רבים, גרימת קידוד תדירות-selective. במערכות DM, הקידומת המחזורית (מרווח) מוכנסת כדי לטפל עותקים מתעכבים של האות.בנוסף, השווה בתדירות באמצעות טייסים כדי לעקוב אחר שינויים שלב מערכות תת-קרקעיות.

רעש אימפולסיבי

מעבר לטראנסים ממנועי, דימרטים וציוד כוח יוצרים ספיגות רעש קצרות, גבוהות מאוד שיכולה להשחית את השלב של מספר סמלים רצופים.אסטרטגיות מייגציה כוללות קודים בלוקים של ריד-סאלומון (אפשר לתקן שגיאות התפרץ), תוך כדי פיזור שגיאות על פני מספר רב של קודמות, וריק או ריצוף של דגימות מעל סף.

שלב רעש ונושא תדירות ההפיכה

אוסטור instabilities ב שבבים PLC זולים מציג רעש שלב, אשר לסובב את קבוצת הכוכבים.מודולציה שונה באופן חד פעמי מפחיתה את הרגישות לתנודות שלב איטיות. עבור מערכות קוהרנטיות, לולאות מעקב של שלב הטייסים לאורך זמן להעריך ותיקון שגיאות שלב נפוצות. לדוגמה, HomePlug AV משתמשת תיקון שלב משותף באמצעות טייסים מוכנסים כל תת-קרר.

שינויים בכבדות ובשינויים

ככל שמכשירי בית מתהפך או כבויים, קו הדחף יכול להשתנות באופן דרמטי, המשפיע על קצבת האות ותגובה שלב.מודולציה הסתגלותית (טעינהביט) באופן קבוע מחדש הוראות מודולציה כדי subcarriers בהתבסס על הערכות ערוץ נוכחיות.זה מאפשר למערכת לשמור על קישוריות אפילו תחת עומסים דינמיים. סטנדרטיים כמו ME ו- G3-C יכול ליפול חזרה למודולציה חזקה יותר (D.com).

טכניקות מתקדמות Enhancing שלב Modulation ב PLC

מחקר וסטנדרטיזציה מתקדמים דוחפים את הביצועים של שלב מודולציה ב- PLC.

עקרונות טיהור ו- Turbo

קודי טורבו ו- LDPC (low-density parity-check) משפרים באופן דרמטי את תיקון השגיאה כאשר משולבים עם הדגמה רכה-decision. במקום נקודות קשות מגילוי שלב, המקלט מספק יחס דמוי-לוגן (LLRs) עבור כל bit, ואת decoder זה באופן רסן את ההערכות. Ghn מעסיק קודים LDPC כאופציונלי, המאפשר שיפור גבוה יותר באמצעות Sputs נמוך יותר.

תקשורת MIMO Power Line

טכניקות מרובות-input מרובות- ⁇ (MIMO) משתמשות בשלושה המוליכים (phase, נייטרלי, קרקע) ב- מגורים כדי ליצור ערוצי שטח מרובים.שלב מודולציה שלב מוחל על כל זרם מרחבי באופן עצמאי, ביעילות להכפיל את שערי הנתונים. IEEE-2020 כולל פרופילי MIMO-PLC, שבו כל זרם משתמש QPSK או PSK/Q.ספאם מרובים בשילוב עם שלב של שלב במהירויות מצטברות ב- GPS2.

תצורה של Cognitive PLC

קוגניטיבי PLC מרגיש דינמי את טווח קו הכוח ומונע התערבות של מערכות תקשורת אחרות או להקות בעלות ערך גבוה. על ידי יישום subcarriers והתאמה של הוראות שלב מודולציה, המערכת יכולה לשמור על קשר אמין ללא התערבות אנושית.זה חשוב במיוחד לדו-קיום עם טכנולוגיות אחרות בבית כגון מתאם חשמל מ ספקים שונים.

מערכות היברידיות עם Wireless

כמה אדריכלות מתפתחת משלבת PLC עם אלחוטי (למשל, Wi-Fi, LoRa) כדי ליצור רשתות ביתיות גמישות.שלב Modulation שלב נשאר הליבה של רגל PLC, בעוד הרגל האלחוטית עשויה להשתמש בשכבות PHY שונות.שניים יכולים להיות מגשר בשכבה הרשת, אבל פלח PLC עדיין חייב להתמודד עם תנאי הערוץ הגרועים ביותר, מה שהופך מצבי PSK חזקים חיוני.

יישומים מונעים על ידי שלב-Modulated PLC

העוצמה של שלב מודולציה אפשרה PLC בתחומים קריטיים רבים:

  • (FLT:0) Smart Grid ו Advanced Metering Infrastructure (AMIOVA): ההרחבה:1 Narrowband עם DBPSK / DQPSK קישורים מטר לגיוס מעל קילומטרים של קווי הפצה.מערכות באמצעות G3-PLC ו- PRIME כבר הוצבו על ידי שימושים ברחבי העולם לקריאה מרחוק, בקרה, וגילוי.
  • (FLT:0) כלי רכב (EV) צוטט: PHY TERT (Hub) משתמש DBPSK ו- QPSK כדי לתקשר בין EV לבין תחנת הטעינה על חוט הכוח.זה מאפשר אימות, חיוב חכם ללא חוטים נוספים.
  • (FLT:0)In-Home Networking:FLT:1 Broadband PLC מתאמת באמצעות QPSK subcarriers לספק הזרמת וידאו ממצה גבוהה, משחקים ושיתוף קבצים ברחבי בית. מוצרים פופולריים מחברות כמו Devolo, TP-Link ו Netgear להשיג מהירויות של 600-2000 מ"מbps מתקדמות באמצעות שלב משולב עם MIMO.
  • (FLT:0) תאורה וערים חכמות: FIRLT:1 ; PLC מאפשר שליטה מרחוק ניטור של אורות רחוב LED באמצעות קווי חשמל קיימים.שלב אותות צרים נעים על מעגלים ארוכים של daisy-chain, המאפשר בקר מרכזי לדם, לוח זמנים, ודו"ח תקלות עבור כל luminaire.
  • (FLT:0)Industrial Automation:FLT:1 במפעלים, PLC מעביר נתונים של חיישן ופקדים על כבלי חשמל ללא חיפוש נוסף. DQPSK משמש לעתים קרובות בשל הסובלנות שלו להתערבות אלקטרומגנטית גבוהה של מנועים וציוד מתפתל.

תחזית עתיד

ככל שהאינטרנט של הדברים (IoT) מתרחב, PLC עם שלב מודולציה יתפתח לעמוד בדרישות חדשות.שיעורי נתונים גבוהים יותר ידרוש קבוצות של שלב מסדר גבוה (למשל, 64-QAM) על ערוצים נקיים, תוך שמירה על מצבי נפילה לסביבות רועשות.אינטגרציה עם רשתות 5G צפויה, שבו PLC יכול לשמש כגיבוי לתאי קטן או האחרון לחיבור קבוע עבור מערכות גישה אלחוטיות, בנוסף לתקני סוללה חדשים.

מחקר שיטות גילוי לא-משכות, כגון שלב אחר-כך, עם סמלים מרובים (M-ary DPSK), ממשיך להפחית את מורכבות המקלט תוך שיפור ביצועים. אלגוריתמי למידת מכונה מפותחים לחיזוי ערוץ בזמן אמת ובחירת מודולציה הסתגלותית, פוטנציאל המאפשר אופטימיזציה אוטונומית של פרמטרים שלב ללא כוונון אנושי.

בעוד קווי חשמל לעולם לא יהיו ערוץ תקשורת אידיאלי, השילוב של שלב מודולציה, של DM, ותיקון שגיאות מתוחכם כבר הפך אותם לתוך נתונים מעשיים conduit. עם המשך החדשנות, PLC יכול לתמוך בדרישות קישוריות עצום של רשתות חכמות, בתים חכמים, ואינטרנט תעשייתי, כל זאת תוך מינוף התשתית החשמלית הקיימת.