电力线集成收发器管理论文

1、电力线集成收发器管理论文摘要：介绍了美国Inellon公司的电力线MAC/PHY集成收发器INT51X1的功能结构和主要特点，介绍了它的引脚功能，同时以中压配电网PFDM通信系统的研究开发为例，给出了INT51XI的应用实例。 关键词：电力线通信；集成收发器；INT51X1；正交频分复用 电力线通信（）技术是利用配电网中低压线路传输高速数据、话音、图象等多媒体业务信号的一种通信技术，目的是通过低压线路来为用户提供一种“无新线（）”的宽带接入方案；而用中压线路来为配电网自动化提供一个可靠的数据传输平台。由于该技术的发展前景十分看好，因此，早在世纪年代初，一些国家即开始在这方面进行研究，但由于技术

2、不成熟，发展速度缓慢。进入世纪以来，随着技术的突破，电力线通信技术的发展速度明显加快目前正朝着实用化方向发展。 电力线不同于普通的通信线路，它的信道具有时域上不恒定、不可控的特点。因此，必须采取抗干扰、抗阻抗失配、抗多径衰落的有效技术手段，并需解决好信号冲突问题，才可能用电力线作为传输媒质，从而实现高速数据通信。多载波正交频分复用（）是解决这些问题的有效方法。该技术利用电力线的高频频谱资源，以多个相互正交的载波对数据进行调制，最终将串行数据流变换为并行处理；其调制和解调过程可利用傅立叶变换对来实现。公司推出的芯片是当前最完善的处理芯片，它符合技术标准，传输速率最高可达。而且，它集成有、以太网和

3、接口以及、和控制器，使用比较方便，从而为通信装置的研究开发提供了一款比较理想的解决方案。 的功能结构及主要特性 是专用于电力线的集成收发器，它使用公司专有的电力数据包（）正交频分复用技术，有个子载波，采用调制方法；可根据收发端信噪比来分配子载波，以克服噪声及多径衰落的影响；它在低信噪比信道中完成同步不需要导频。其内部结构如图所示，可以看出由模块、模块、模块以及模块组成。 在中，模块主要完成链路层功能，是芯片的核心部分，本模块包括一个精简指令集（）的处理器内核、一个含有数据处理、加密解密算法和信道优化算法的程序存贮器（），还有一个链接序列、数据存贮器（）以及两个直接数据传送通道（）。从用户发往电

4、力线网络或从物理层来的所有数据都可在模块中通过一定的算法进行信号处理。采用载波侦听多路存取冲突避免（）协议来访问公共的电力线信道，并辅以自动重传请求和电力数据包的优先权机制，从而确保了传输的可靠性。而且，由于电力数据包优先等级可灵活设定，因而使得具有较强的突发段处理能力。而允许电力线上的多帧传输则极大地减轻了对网络收端的要求，并使得网络吞吐量达到最大，从而保证了最短延迟时间和最优的信号稳定性。此外，还具有流量控制功能。的这些功能可确保在特别恶劣的电力线信道上也能为用户提供优良的服务品质（）。 模块主要用来实现物理层功能，提供建立、维持和拆除物理连接的电气手段，保证电力线上比特流的透明传输。本模

5、块主要由一个物理层逻辑序列、一个与子层通道对应的先进先出（）堆栈以及一个前向模拟通道组成，此外，还集成有对外加运算放大器的自动增益控制（）功能。它的前向模拟通道包含一对高速的位、转换器，采样速度为，该模块的参考电压独立于片内，可低功耗操作。在其后接入运算放大器和滤波器，然后通过电力线耦合装置便可与电力线进行连接。 模块中集成了与主机、外围设备间的各种接口，因此，功能非常丰富。与主机的接口有接口、媒质独立接口或通用串行接口（选用）、管理数据接口；与外设的接口有接口、仿真接口以及用于运行状态监视的接口。在这些接口中，是一种标准工业接口，其发送接收都以四位并行方式进行，并由时钟同步，同时，还带有协议

6、。是一种灵活的双向串行接口，接口线数目少于。当主机通过接口与传输数据时，数据帧格式如下： 帧间间隔前导码定界符帧校验序列 其中前导码为位“”、“”相间的数字序列，用于同步；个字节的定界符规定为；数据格式遵循标准最后的帧校验序列为字节的校验结果。 主机通过可以方便地访问内部的控制状态寄存器，从而完成对的设定以及对实时运行状态的监视。的控制状态寄存器均为寄存器。状态寄存器可实时反映链路状态、传输速率、前导码判决、自动协商、模糊检测等信息，控制寄存器的定义如图所示，由图可见，通过控制寄存器可实现许多功能。 上电后，的初始化通过接口读取预先写入的数据来完成。 除上述主要功能特点外，的安全性能也非常完善

7、，它采用的位密钥管理方式，除设定的缺省密钥外，还可以由用户自定义密钥，从而确保电力线传输的可靠安全。 引脚说明 采用封装，有引脚，芯片供电电压为，芯片内核供电电压为。有、三种工作模式，部分复用信号引脚因模式不同，其功能定义也不同。以模式为例，其信号引脚定义如下： （）接口引脚的功能 ：接收数据线； ：接收时钟线； ：接收数据有效端； ：接收错误指示端； ：冲突检测； ：发送数据线； ：发送时钟； ：发送使能； ：载波侦听； ：发送错误。 （）接口引脚的功能 ：管理数据输入输出； ：管理数据时钟； ：接口引脚； ：通过该端可将数据输出至； ：数据从读入； ：时钟； ：选通。 芯片中的其它信号线在

8、三种模式中都相同，其中模拟前端的控制数据线条（包括输入、输出、运放的控制等）、线条、线条、时钟条、测试线条、以及多条电源和地线；三种模式的选择可由和两个引脚的状态来决定。 限于篇幅，关于引脚的详细信息在此不再详述，有兴趣者可查阅相关资料。 在电力线通信中的应用 作为一款电力包集成收发器，能利用高频特性恶劣的电力线来实现高速数据传输。由于本芯片高度集成了电力包的数据处理功能及对外相关接口，因此，使用时仅需进行简单的初始化而不需复杂的编程，使用非常方便。现以笔者开发的中压配电网通信系统的研究为例来介绍的应用。 模式选择 通过对的引脚和的设置，可以选择、或等工作模式，具体选择方式如表所列。 表1工作

9、模式选择方法 MODE1MODE0选择的模式 00保留 01USB 10PHY 11HOST/DTE 模式实际是将视为一个装置与主机相连。模式则是将等效于一个以太网的物理层设备与微处理器或以太网控制器连接。模式将视为一个网络主机或一个数据终端，然后通过接口与以太网或其它数据装置相连。这样，就充当了以太网和电力线网之间的网桥，从而将那些数据装置接入电力线网络。 该设计的应用目的是要利用中压电力线沟通中压配电网上的所有配电自动化装置，从而构建配电网自动化的通信网络。显然，本设计应选择模式。 通信终端设计 该配电自动化装置应配备在配电网沿线各处，其任务是采集配电线路和各种电力设备的运行参数并将其送往

10、配电自动化主站，同时接收自动化主站的相关控制命令，以对线路和电力设备进行控制。为了用电力线传送这些参数和命令，笔者设计了如图所示的通信终端。 本设计在电力线侧设计了一个模拟前端模块（），该模块内含增益可调的发送放大器和接收放大器，其发送和接收支路分别串有一个带通滤波器。该带通滤波器的通频带为，系调制所占用的频段。耦合设备（）是将连往电力线的特殊装置，主要功能是以较低的介入损耗传输高频信号，同时阻止电力线的工频电流进入通信终端。在的用户侧采用的是公司的高速（），此内嵌接口，并以此连接，同时用串口与配电自动化装置（图中）相连。配电自动化装置发送的数据由按前述数据帧格式封包，并经接口传送到，继而转换

11、为的形式送到电力线，再由目的地的通信终端接收。从电力线送来本终端的则由解包并转换成帧，最后经传送给自动化装置。 结束语 是一种高度集成的单片电力线收发器，是套片的换代产品，也是当前开发电力线通信的主流产品。该芯片功能强大，使用灵活，而且可靠性高。但据笔者试验发现，其传输速率只能达到左右，而达不到理论上的，但这对电力线通信来说，由于其带宽要求不是特别大，因而也完全能够满足应用需要。7 1、最灵梦想是一个天真的词，实现梦想是个残酷的词。21.3.13.1.202110:3310:33:443月-2110:332、只有收获，才能检验耕耘的好处；只有贡献，方可衡量人生的价值。二二一二二一年三月一日20

12、21年3月1日星期一3、不要放弃，你要配的上自己的野心，也不要辜负了所受的苦难。10:333.1.202110:333.1.202110:3310:33:443.1.202110:333.1.20214、找一个理由，否认忧伤，笑容就会灿烂到无所不在。3.1.20213.1.202110:3310:3310:33:4410:33:445、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。三月 21星期一, 三月 1, 20213/1/20216、只要努力抬起你的双脚，胜利将属于你。10时33分10时33分1-3月-213.1.20217、青春如此华美，却在烟火在散场。21.3.121.3.121.

13、3.1。2021年3月1日星期一二二一二二一年三月一日8、真正没有资格谈明天的人，是那个不懂得珍惜今日的人。10:3310:33:443.1.2021星期一, 三月 1, 20211、你始终不属于我，属于我的只是我自己。21.3.13.1.202110:3310:33:443月-2110:332、一份信心，一份努力，一份成功；十分信心，十分努力，十分成功。二二一二二一年三月一日2021年3月1日星期一3、你是唯一的，你是十分独特的，你就是你生命中的第一名。10:333.1.202110:333.1.202110:3310:33:443.1.202110:333.1.20214、要跟成功者有同样

14、的结果，就必须采取同样的行动。3.1.20213.1.202110:3310:3310:33:4410:33:445、我们的生命，就是以不断出发的姿势得到重生。三月 21星期一, 三月 1, 20213/1/20216、只要站起来的次数比倒下去的次数多，那就是成功。10时33分10时33分1-3月-213.1.20217、自知之明是最难得的知识。21.3.121.3.121.3.1。2021年3月1日星期一二二一二二一年三月一日8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。10:3310:33:443.1.2021星期一, 三月 1, 20211、最灵繁的人也看不见自己的背脊。21.3.13.1.202110:3310:33:443月-2110:332、最困难的事情就是认识自己。二二一二二一年三月一日2021年3月1日星期一3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。10:333.1.202110:333.1.202110:3310:33:443.1.202110:333.1.20214、与肝胆人共事，无字句处读书。3.1.20213.1.202110:3310