如何設(shè)計可靠的電力線通信
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圖4：多個PLC節(jié)點共享同一條電力線
CENELEC委員會的載波偵聽多路訪問(CSMA)方法確保了多個節(jié)電可以在同一條電力線共存并有效的共享訪問。
接收機(Rx)靈敏度
根據(jù)電力線的特點、負載、和通過電力線的分段長度，信號在接收機接收之前會明顯減弱。有較高接收靈敏度的接收機 (也就是說，它可以可靠地接收到非常低強度的信號)可以從線上收到較低強度的信號，從而可以增加有效的通訊距離。然而，高靈敏度并不總是好的。例如，一個高靈敏度的接收機，不僅能檢測到小信號，它也能檢測到通道中的小噪聲。因此，重要的是，需要有一個機制可以有效的防止接收機把噪聲混淆為實際信號。自適應(yīng)增益控制(AGC)就是可以達到這個目的一種機制。就象之前討論的，使用自適應(yīng)增益控制，接收機可以在噪聲平面動態(tài)調(diào)整靈敏度，這樣它就可以更好的區(qū)分噪聲和數(shù)據(jù)。
多個相位
大多數(shù)的建筑物有50Hz / 60 Hz變壓器產(chǎn)生的多個相位。因為大多數(shù)PLC信號工作在較高的頻率，所以有一種可能，就是信號會被變壓器過濾掉，因而無法傳輸?shù)较噜彽南辔?。相鄰相位很可能就在同一幢房子里。這就產(chǎn)生了一個潛在的問題，PLC信號不能到達房子或建筑物的所有相位。這是完全依賴于變壓器的設(shè)計。解決這個問題的辦法是，把PLC信號從一個相位耦合到到另一個。有兩種大家都了解的技術(shù)可以做到這一點:
1)電容式相耦合:這種技術(shù)需要在變壓器端連接一個電容穿過相位， PLC信號可以通過。在這里，變壓器的物理訪問是必需的，在許多情況下這種方法可能不可行或性價比高。
2):無線相耦合：在這種技術(shù)中，PLC數(shù)據(jù)從一個相位傳輸?shù)搅硪粋€時使用了兩種射頻設(shè)備—每個相位連接一個。這兩個設(shè)備可以連接到相位的任何插座，只要他們都在彼此的范圍。實施這一技術(shù)不需要用到變壓器的物理存取。
無線耦合不會打擾到變壓器，因此在大多數(shù)情況下它比電容耦合更受歡迎。一些電力線通信設(shè)備出廠時就有無線耦合可供選擇，而另一些設(shè)備沒有無線耦合選項，需要設(shè)計者自己開發(fā)一種相位耦合方式。
系統(tǒng)成本
電力線通信中可靠性是一個關(guān)鍵的設(shè)計因素，同時，為了在市場上進行競爭，它也必須減少系統(tǒng)成本。當把電力線通信添加到系統(tǒng)時，一些設(shè)計者總是積極洽談芯片的價格，而忽略增加電力線通信功能到他們系統(tǒng)的整體成本。需要保證的是，要更加全面地看待電力線通信給系統(tǒng)增加的成本。
電力線通信成本可以廣泛地分為材料(BOM)成本和開發(fā)成本，見圖5。BOM成本包括所有組成系統(tǒng)的IC和元件的成本，包括PLC和其他系統(tǒng)相關(guān)功能。另一方面，開發(fā)成本包括其他資源的成本，包括:
?制板和PCB設(shè)計
?FCC認證，CENELEC ，UL標準 。
圖5:實施電力線通信解決方案涉及的費用
開發(fā)人員可以把盡可能多的這些費用項目通過整合，放到最少的器件中，從而降低系統(tǒng)成本。例如，同一顆IC既支持調(diào)制解調(diào)器又支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就會比使用分立IC的成本低(也就是說，一顆用于調(diào)制解調(diào)器，另一顆用于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)。集成其他的系統(tǒng)功能（比如能源測量、LCD驅(qū)動、溫度感應(yīng)、負載控制）也會降低系統(tǒng)成本，同時也可降低整合與開發(fā)的復雜性(圖6)。許多PLC控制器也可以提供FCC、CENELEC和UL標準認證了的參考設(shè)計，可以進一步加速開發(fā)進度?？偟膩碚f， PLC方案越完整，開發(fā)所用的時間和成本就會越少。
圖6:集成了物理層調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、應(yīng)用層的PLC器件(Cypress CY8CPLC20)
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