京信通信PLC解决方案(V10)

京信通信PLC解决方案京信通信系统（中国）有限公司2019/8/14PLC技术介绍•PLC技术背景•PLC标准介绍•PLC原理介绍PLC产品介绍PLC通信关键技术方案PLC应用组网及工程实施PLC应用案例议题◆PLC(PowerLineCommunication)，即电力线通信，是指利用电力线传输数据信号的一种通信方式，迄今PLC技术已有几十年的发展历史。现阶段PLC技术日臻完善，传输速率已达到500Mbps，即将达到1Gbps，传输距离可达200米以上。◆PLC使用家庭中随处可见的电力线作为通信载体，使其具有极大的便捷性，只要在房间中任何有电源插座的地方，便可实现网络接入，可以简单认为，PLC设备将电力线变成了以太网线。PLC实现了“最后一公里”的入户末端接入，具有部署快、范围广、实现成本低的显著特点。一：PLC技术介绍PLC技术背景●PLC从通讯信号可分为模拟和数字两种。模拟通信因电力线网络环境等原因，其产品开发已失败，其研发也已经停止，目前得到成功应用的是数字通信。●数字通讯又分为宽带（1Mbps以上）和窄带（1Mbps以下）。宽带PLC技术和芯片主要应用于Internet的接入、家庭视音频和数据传输等。窄带PLC技术和芯片主要应用于电力抄表、远程控制等。●成功研发宽带PLC技术和核心芯片的企业不多，目前主要有：美国的Intellon、西班牙的DS2、法国的Spidcom和日本的松下。●技术先锋厂家Intellon，最近以2.4亿美金的价格Atheros被收购，而Atheros是在无线WIFI领域的领导厂商，具有雄厚的实力。一：PLC技术介绍PLC技术背景电力线网网络布线WLAN组网ADSL组网网络带宽200Mbps1000Mbps54Mbps12Mbps网络传输介质电力线双绞线无线传输电话线室内布线无需需进行布线无需网络部署受限于电话端口分布；需加装分频器，才可实现共享接入。通讯可靠性好好稳定性一般，信号距离不好控制，穿透钢筋混凝土墙体后性能变差好终端设备电力猫+普通网卡普通网卡AP+无线网卡DSLMODEM+普通网卡接入点的便利性受限于电源插座受限于接入网口覆盖区域内不受限制受限于电话接入口施工周期2天30天7天7天系统投资低高高高一：PLC技术介绍PLC技术背景—与传统接入方式对比WLAN工程勘测HomePlug联盟及其相关标准全称HomePlugPowerLineAlliance，译为家庭插电联盟(全称为家庭插座电力线联盟)。由松下、英特尔、惠普、夏普等13家公司于2000年3月成立，现已发展成为由90家公司组成的企业联盟。其宗旨是联合包括应用电子、消费电子、软件、硬件、零售等行业的著名公司，致力于为各种信息家电产品建立开放的电力线互联网络接入规范。从2000年成立以来，HomePlug陆续制订了一系列的PLC技术规范，基本上覆盖了所有电力通信技术的应用领域。HomePlugAVHomePlugAV是有关音频-视频宽带家庭网络的技术规范，物理层速率达到200Mbps。HomePlugAV标准是以Intellon技术为基础的。Intellon公司有20多年电力线通信研发经验，其在物理层特别是电力线抗干扰等有很深的积累。P1901——PLC标准的统一2005年7月,电气和电子工程师协会IEEE成立P1901工作组，致力于统一电力线宽带通信的技术标准。2010年2月，P1901工作组已经完成最初草案并发布，将HomePlugAV技术和松下电子的HDPLC技术定义为物理层可选的标准，放弃了对另一种PLC技术——DS2主导的G.hn技术——的兼容。一：PLC技术介绍PLC标准介绍WLAN工程勘测支持标准HomePlugAV(P1901)G.hn主导厂商IntellonDS2同标准成员Intel，Motorola，TI，GE，Cisco，HP，Gigle，SPiDCOM，LG，Sharp等DS2，SPiDCOM成本成本低成本高技术支持较好差市场应用针对家庭用户主要应用于电力系统市场情况市场上大部分电力猫支持该标准，电力猫和电力网桥很容易实现互通市场上符合该标准电力猫较少，DS2电力网桥很难与之匹配一：PLC技术介绍PLC标准介绍—两大标准对比PLC原理介绍PLC信号耦合一：PLC技术介绍点到多点的网络模式；电力猫上电后，自动搜索局端电力网桥；数据从局端电力网桥到以时分复用技术(TDM)广播到每个电力猫终端；上行数据采用时分多址接入技术（TDMA）和载波检测多路复用（CSMA）传输。一：PLC技术介绍PLC原理介绍PLC技术介绍PLC产品介绍•产品介绍(局端电力网桥、网管、电力猫、耦合器)•产品技术演进PLC通信关键技术方案PLC应用组网及工程实施PLC应用案例议题PLC产品介绍—系统组成二：PLC产品介绍产品介绍—局端电力网桥•电力线上物理速率可达200Mbps，传输距离大于等于200米•具有集中配置能力，故障管理能力，状态管理能力，设备管理，访问控制等网管功能•采用100—240V(50/60Hz)交流供电或POE供电；•符合IEEE802.3af、HomePlugAV，可与HomePlug1.0节点共存•壁挂式，三防设计•点对多点型主要针对大容量部署场景；二：PLC产品介绍局端电力网桥二：PLC产品介绍产品介绍—网管系统•电力线上物理速率可达200Mbps•符合IEEE802.3、HomePlugAV，可与HomePlug1.0节点共存•电力线上128位AES链路加密•电压范围：100—240VAC，50/60Hz二：PLC产品介绍产品介绍—有线电力猫•电力线上物理速率可达200Mbps，无线连接速率可达300Mbps•符合IEEE802.11n、HomePlugAV，可与HomePlug1.0节点共存•无线模块支持WAP、WAP2、64/128/152位WEP、隐藏SSID、MAC地址访问控制列表•电力线上128位AES链路加密•电压范围：100—240VAC，50/60Hz二：PLC产品介绍产品介绍—无线电力猫①电感式耦合器在安装时没有方向性，但其闭合程度的好坏直接影响到信号注入效果。②PLC耦合器都有特定的参数，包括耦合器的内径，材料的频率特性等，各型号耦合器不可混用和替代使用。③打开信号耦合磁环连接扣，耦合磁环分开为相连的两个空心半圆柱；将耦合线绕在其中任一半圆柱上，可多绕1－2圈，以增加耦合效果；把绕有耦合的磁环卡在火线上即可。二：PLC产品介绍产品介绍—电感耦合器85M/200M电力网络专属应用HomePlug1.0HomePlug1.0-TurboHomePlugAVP190114M/85M200M/500M500M/1000M家庭联网应用宽带运营，接入模式成型宽带运营，智能家居生活二：PLC产品介绍产品技术演进—带宽速率提升头端电力猫演进为支持电力通信的瘦AP设备；AC实现对局端网桥和头端电力猫（瘦AP）的管理PLC网络与WLAN网络的全面融合；二：PLC产品介绍产品技术演进—与WLAN网络融合，AP集中化管理电力猫全面兼容PON协议，实现光纤和电力接入的无缝对接；PLC网络与PON网络的全面融合；二：PLC产品介绍产品技术演进—与PON网络融合PON网络的接入，渐成主流；最后100米，有线接入是难题；PLC技术介绍PLC产品介绍PLC通信关键技术方案•PLC应用安全性方案•PLC对在网用电设备的影响•PLC克服在网用电设备影响•PLC网络兼容与专属性方案PLC应用组网及工程实施PLC应用案例议题PLC技术利用220V电压的电力线传输数据信号，但施工不需要接触电力线裸线，也不需要对电力线进行任何处理，只需将磁环扣到220V电力线上即可。此外设计采取了多种保护措施来确保设备使用的绝对安全。电路设计中，强、弱电路分开设计，保证信号线路中不会出现高电压。PLC设备电路中设置过压保护装置，避免由于感应或短路造成对计算机和用户的伤害。三：PLC通信关键技术方案PLC应用安全性方案根据国家电力科学研究院的制定的标准，在网设备对电力网杂波的抗扰度需满足，当电力线上叠加的杂波功率低于500mW时，设备工作不受影响。PLC设备的发射功率根据电力线环境自适应调整，最大时为25dBm，即320mW。对电能质量评估时，关注的是工频50Hz信号的25次谐波频率以下的杂波。PLC信号频率范围在2MHz-30MHz，以PLC信号最低频率2MHz计算，其频率为50Hz电力线信号的40000次谐波，对50Hz信号的电能质量的影响也是微乎其微的。三：PLC通信关键技术方案PLC对在网用电设备的影响技术评估三：PLC通信关键技术方案调制方式自适应：根据网络质量从BPSK至1024QAM自动调整调制方式，主动性的调整接受灵敏度，确保网络传送质量；过零检测：零点附近，网络质量较好，主动性增大数据速率；峰峰值附近，网络质量较差，有目的降低数据速率信道评估：自动评估信道质量，根据网络信道比情况，自动调整信号功率。PLC克服用电设备影响技术方案WLAN工程勘测只要多厂家之间使用相同的协议：HomeplugAV/IEEEP1901或者DHS/G.hn均可以实现产品相互兼容，各个厂家的电力桥和电力猫即可混合组网。若实现电力猫的即插即用，系统的专属性通过保证电力网桥和电力猫端的NMK（NetworkManagementKey）字段相同来实现。例如，将NMK设置成CMCC。主站点使用这个键值管理加入电力线局域网的从站点，在运营架构中，我司会将电力桥工作在主站点模式，另外通过网络ID进行主站点的区分，进而进行主站点之间的隔离。三：PLC通信关键技术方案PLC网络兼容与专属性方案PLC技术介绍PLC产品介绍PLC通信技术方案PLC应用组网及工程实施•应用组网•工程实施PLC应用案例议题四：PLC应用组网与工程实施PLC系统应用组网—组网拓扑多点耦合，耦合点在电表之后有线、无线终端自适配支持POE远程供电电力猫可通过电力网桥实现管理和状态的查询四：PLC应用组网与工程实施PLC系统工程实施—工程原则电力桥放置于强电井，便于在电表后对电力线耦合；为确保耦合效果，耦合点少于15个。电力桥至耦合器的线缆长度控制在20米以内；减少信号耦合前的衰减；交换机及ONU应放置在弱电井，交换机与电力桥之间的距离控制在60米以内，优先考虑POE功能。四：PLC应用组网与工程实施PLC系统工程实施—容量设计每个电力网桥下挂15~20个电力猫，每个电力猫按照三个用户设计容量；为了解决流量均衡问题，每个电力猫的PLC吞吐量限制在小于5M；四：PLC应用组网与工程实施PLC系统工程实施—高层住宅设计原则按照每层6~8户，按照50%业务渗透率，可以3层每12户共用一个电力桥；电力桥在电表后端实施信号耦合；四：PLC应用组网与工程实施PLC系统工程实施—低层多单元设计原则楼高不超过6层，一般每栋楼由多个单元组成，每单元每层2-4户，按照实际业务需求，可以根据需要每栋楼每个单元使用一个电力桥。四：PLC应用组网与工程实施PLC系统工程实施—办公写字楼设计原则写字楼通常没有楼层电表，在通信质量有保证的前提下，可在整个大楼的配电柜开关后耦合信号。如果只为某些楼层单独布置电力线网络，可在楼层开关柜后耦合信号。PLC技术介绍PLC产品介绍PLC通信技术方案PLC应用组网及工程实施•应用组网•工程实施PLC应用案例议题五：PLC应用案例-广州移动PLC项目项目说明：2011年1月份，京信通信参与了广州移动PLC项目的工程实施工作；项目实施目的:开展基于PLC技术的无线宽带覆盖，为促进电力线WLAN网络的设计及建设;项目实施涵盖了小区、写字楼、商务会所等多种场景的PLC接入；项目规模：局端电力网桥2000台，电力猫（含有线与无线规格）达到近20000台；广东移动·全球通大厦广州移动·金海大厦广州·嘉逸花园从化·雅居乐滨江花园广州·恒荔湾畔实施效果：工程实施简便、易行