PLC技术交流(电力猫)

PLC技术交流深圳市海亿康科技有限公司2011年8月第一部分PLC技术简介电力线通信技术电力线通信技术（PowerLineCommunication）简称PLC技术。其基本原理是指利用现有的电力网，高速传输数据、语音、图象等多媒体业务信息，即把载有信息的信号加载于电力线传输，接收信息的调制解调器再把信号从电力线中通过耦合方式提取出来，并传送到计算机等通信设备，以实现信息的传递。电力线是覆盖最为广泛的布线网络，特别适合应用在施工期较早的小区、写字楼、企业厂矿、公共活动场所等，难以重新进行布线的地方，进行快速数据网络部署。电力线通信的标准家庭插电联盟（HomePlugAssociation,HPA）,代表性厂家是Intellon通用电力线联盟(UniversalPowerlineAssociation,UPA)代表性厂家是DS2消费电子电力线通信联盟(CE-PowerlineCommunicationAlliance,CEPCA)，主要代表性厂家是panasonic这三家标准的产品都已经广泛应用于欧洲，北美以及亚洲的日，韩等发达国家,PLC是一个已被广泛应用的技术标准的演进UPAITUT的G.hnHPAHomePlugAVPanasonicIEEEP1901HomrPlug1.0海亿康产品使用的标准通信速率和距离上一代的PLC芯片，主要以HomePlug1.0规范为主；物理层速率多是14Mbps，中间曾出现过85Mbps的版本；由于抗干扰能力低，通讯距离也大受影响HomePlug1.0HomePlugAVIEEEP19012004年以前2005－20102010以后14Mbps200～500Mbps大于1Gbps随着这几年技术的发展，PLC性能得到大幅提升。HomgPlug芯片Performance&Features20062007INT6000•FirstHomePlugAVIC•200Mbps•Builtfordigitalhomeapps•Addedmaster/slavewith32nodesupport2008INT6400•Enhancedmulti-masterisolationsupport(1,000+slaves/ntwk)•10%higherTCPrate•ReducecollisionwithEoCM•ImproveVoDsteamINT7400•500Mbps•3Xperformance•BoMcostsimilartoINT6400•BackwardscompatiblewithINT6x00•IPTVsupports100+simultaneousSDstreamsfromsinglemaster•Continuedfeatureenhancements2010INT6300•ReducedBoMcost•Added30+specificfeatures•253slaves•Transmitenable/disable•Remotediagnostics•Bandwidthlimiting•Freqoptimized目前主流方案OFDM技术FDM和OFDM比较PHY的调制模式支持BPSK，QPSK，16QAM，64QAM，256QAM，1024QAM支持的FEC速率为1/2，16/21。特殊报文采用特殊的调制和编码方式(提高可靠性)STD-RoBo(RobustMode)4CopiesMini-RoBo(5Copies,PB136)HS-RoBo(2Copies)FC采用的是标准QPSK编码，一个Symbol传输，采用交织和多份Copies4096QAM8/9MAC层调度CSMA/CA带宽是共享的是时分的。QoS第二部分产品应用室内电源线PLC终端住户室内电源线PLC终端住户···低压配电线路小区配电线路小区节点交换机或ONUPLC头端广域网Internet网管中心远程/端到端管理10KV至Internet至其它头端接入设备PLC头端用户电表用户电表A层用户B层用户路由器交换机或OUN变压器220VACPLC接入组网图：小区应用机械式电表场景用户电表B层用户ONU方案1：ONU、PLC全部都在强电室(广州方案），从强电室取电。五类线用户电表B层用户ONUPLC在强电室，并在强电室取电方案2：五类线必须要引到强电室内（过强电室、弱电室两道门），且有波纹管保护。PLC在强电室内能取电。ONU在弱电室弱电室门强电室门五类线用户电表B层用户ONU方案1：ONU、PLC全部都在强电室(广州方案），从强电室取电。五类线用户电表B层用户ONUPLC在强电室，并在强电室取电方案2：五类线必须要引到强电室内（过强电室、弱电室两道门），且有波纹管保护。PLC在强电室内能取电。ONU在弱电室弱电室门强电室门五类线至Internet至其它头端接入设备PLC头端101室1层用户3层用户路由器交换机低压配电220VAC配电柜102室301室302室···交流供电线路交流供电线路PLC接入组网图：写字楼/企业/酒店场景第三部分实际部署部署三要素耦合布线和安装测试验收配电柜中耦合器的安装位置头端的安装，完全不影像原有的电力线。专利电力线磁环强电室安装示意图电表电表电表空开空开空开零线火线至用户PLC头端耦合器馈线FE至移动接入网电表空开电表空开馈线电力线磁环馈线安装时应留意PLC信号线的走向，以免处在同一头端下不同用户电力线上的PLC信号方向相反，互相抵消，降低PLC信号强度。PLC信号线的走向必须遵循下列原则：同一头端下的所有电表要完全一致，并且火线和零线的走向正好相反，即形成一个环路。例如，第一个电表的火线耦合时，信号线的走向是顺着电表出线电流的方向，那么以后同一头端下其它电表的火线耦合PLC信号时，信号线都应顺着电流的走向。在对最末端电表的出线端耦合完成之后，将PLC信号线的两个端子用接线子短接，从而形成一个环路。头端供电方式之一本地220VAC供电馈线电源线网线头端供电方式之二POE供电馈线网线接POE交换机第四部分公司、产品和应用案例公司简介海亿康科技为专注于IP领域接入技术研发设计的新型高新技术企业，总部位于深圳，杭州设软件研发分部，各地重点市场下设办事处，现有员工52人，60％为研发技术人员。核心创业团队来自业内知名通信制造商，多年的电信技术研发和市场经历，深刻理解电信运营商的需求。致力于端到端宽带接入解决方案的研发、销售及服务，主要产品包括EOC、EPON、GPON、以太网交换机、PLC、跨厂商网管软件平台等，为合作伙伴和运营商用户提供高性价比、可运营、可跨厂商全网管理型的整体解决方案。基于本次试点的HomePlugAv产品已经规模发货80K线用户，重点客户包括江苏广电，印度TATA集团等至InternetPLC电力桥N层用户N+1层用户路由器低压配电220VAC配电柜交流供电线路交流供电线路PLC试点方案：金海试点方案产品包括：电力桥/电力猫电力耦合器集中网管/业务功能测试试点覆盖楼层：7～10楼办公区17～22楼办公区24、25楼办公区PLC电力猫PLC耦合器楼层终端（电力猫）PLC接口最低速率终端（电力猫）PLC接口最高速率报文类型9楼18.898Mbps44.051MbpsTCP10楼11.625Mbps29.109MbpsTCP17楼18.764Mbps28.115MbpsTCP18楼16.646Mbps59.578MbpsTCP19楼14.674Mbps58.163MbpsTCP20楼9.625Mbps46.069MbpsTCP21楼17.298Mbps42.126MbpsTCP22楼19.295Mbps50.672MbpsTCP24楼18.552Mbps34.022MbpsTCP25楼22.969Mbps26.373MbpsTCPPLC试点方案：金海流量测试数据注：以上数据为各个楼层全覆盖场景，每层楼2至3个WIFI电力猫海亿康试点情况小结最早推出运营级PLC接入技术方案，最早实现产品化抽调研发人员，积极配合、参与广州移动分公司PLC科技研究工作推进第一批供货厂商之一，2月节后即进场测试，第一家完成所有实验室功能测试要求第一家在金海完成安装调试，开通业务，最早的用户和领导，至今已经使用PLC办公四个多月，使用情况良好测试表现最突出：性能突出，电力猫带宽最高达到60M，最低也有10M，可以满足办公需求头端功能完善，头端WEB管理，用户权限控制，流量管理等均，用户专属性管理，终端隔离均已实现终端可以实现带宽限速，统一集中管理，即插即用电信级电力桥，支持IP55级别机箱提供集中式网管系统，支持SNMP协议，未来可以支持融入现有网管平台海亿康方案特点基于HomePlugAV的IEEEP1901标准，具备清晰的技术路标，HomePlugAV拥有超过4000万用户，全球PLC份额超过70％海亿康科技在HomePlugAV/P1901技术开发应用领域，在国内属于领先地位，是芯片原厂ATHEROS国内最主要的合作伙伴高性能高带宽：本次试点项目中海亿康产品最高实测带宽达到60Mbps（TCP报文），达到了理论性能值的90％。最新一代基于P1901的PLC产品已经推出，物理带宽提高到500Mbps，实测带宽可提升2倍以上独有的PLC网管系统，提供配置管理，告警管理，日志管理，安全管理等完善、方便的管理功能专业性：海亿康科技作为PLC技术应用专业厂家，创新性地推出了运营级PLC解决方案理念，在头端设计和网管技术上，与传统PLC上网有着本质区别，提供了丰富的可运营、可管理的功能，主要的业务功能包括：用户接入控制认证，授权，用户隔离，地址分配，开户/销户业务控制：VLAN，PUPSPV，QoS，带宽/限速故障管理：Log日志，流量统计，状态信息，故障信息等可管理从点对点通信模式演进到了点对多点的模式，一个头端最多可以管理253个终端10KV至Internet至其它头端接入设备PLC头端用户电表用户电表A层用户B层用户路由器交换机变压器220VAC第二阶段试点：嘉逸小区第三阶段性能优化工作针对广州移动提出的要求，对以下12点问题深入研究、优化产品带宽提升、距离提升跨机械电表电力猫带宽QOS控制下挂电力猫数量提升网管规范一体化猫无线带宽提升设备物理特性规范设备技术规范多电力猫负载均衡多厂家产品兼容性电力桥POE供电平滑升级1.带宽提升、距离提升改善耦合效率、算法参数配置，可以获得更好的带宽和性能，在模拟电力环境下的实验中，已经可以获得：74Mbps的TCP速率（图中蓝色线）2.跨机械电表通过优化参数配置，海亿康的PLC产品，可以满足过机械式电表部署的能力经过测试表明：1：通过对比测试点A和测试点B的速率，发现没有通讯速率的明显变化。2：实际环境中由于220VAC线路衰减比较大，造成信道总衰减增加，机械式电表仍然会带来一定的衰减（实验室测试结果每个机械式电表衰减在-30db左右），从上图的衰减曲线可以看出，当信道总衰减超过65db以后，通信性能会出现明显下降，故推荐工程实施当中，根据实际的线路质量和电力布线情况决定是否需要通过电表。3.电力猫带宽QOS控制已经实现对电力桥下挂的电力猫的网络带宽进行灵活的QOS控制4.下挂电力猫数量提升目前已能实现单台电力桥管理最高253台、最低32台的电力猫的目标要求5.网管规范已经制定了PLC网管系统规范：PLC网络管理系统，可以通过远程服务器，对整个多址系统的PLC局端和PLC终端设备进行监测控制；很方便地在机房监测整个系统的工作状态，系统维护和参数修改不需要到现场，均可通过远程进行操作。同时，每个电力桥（局端设备）支持本地Web网管界面，方便开局调测和后期现场定位和维护。专利6.一体化猫无线带宽提升7.设备物理特性规范8.设备技术规范目前部分已能实现20Mbps、30Mbps数据带宽保证，以实现PLC业务的顺利实施；通过优化设计，会进一步提升无线侧的性能。已经完成对电