北极星智能电网在线讯:Mesh网络成功克服了通信限制,有别于每个网络节点均与中心节点(也称为集中器)连接的架构,Mesh网络中的每个节点都能够与网络中通信距离可及的其它节点通信。如果消息不能直接达到所寻址的节点,其它节点会自动中继转发此消息,直到送达目的地。
Mesh网络为高级电表基础架构(AMI)等传感器网络提供了一个功能强大的解决方案,该网络可以在覆盖范围内有效连接数百、甚至数千个传感器。Mesh架构常见于ZigBee®等无线通信网络,目前已应用于G3-PLC电力载波通信这一新型国际电信联盟® (ITU®)标准系统。用于构建AMI网络时,Mesh网络中的PLC收发器能够以更低成本高效连接传感器(即电表),并且不受穿墙及建筑物阻碍的限制。Mesh网络不仅扩展了PLC系统的传输范围,也减少了网络中的集中器数量。
PLC技术的发展及局限性
数十年来,PLC已广泛用于周期性地读取电表的用电数据,省去了人工抄表的成本。基于单载频或双载频的频移键控(FSK)调制技术,这些PLC系统通常可以在一个集中器上挂接10-20个电表,在同一小区实现远程抄表。但当数据传输速率提升到2kbps到15kbps时,FSK系统不能保证可靠通信,其低传输速率限制了误码纠错。换句话说,即使电表每月只读取一次数据,在FSK系统上也会花大量时间重复读取数据。
PLC抄表系统已经开始降低电力部门的运营成本,毫无疑问,一些类似的公共设施建设也开始纷纷效仿,通过扩展每个集中器的网络架构降低成本,依靠“智能化”通信管理构建智能电网,最终达到节电目的。然而,使用Mesh技术扩展网络,进行消息转发时,同样存在一些问题。如果传输中进行多次转发,重复传输的次数剧增,必将导致很大的传输延时。而电力部门要求在几分钟内完成电表与集中器之间的双向通信,以支持智能电网的运转,包括负载响应和高峰计价。因此,如果不改进通信质量,FSK PLC系统就必须减少每个集中器挂接的电表数量,来改善响应时间、提高数据传输效率。
G3-PLC有效提高数据传输速率和系统可靠性
为了解决PLC所面临的这项挑战,Maxim与ERDF以及Sagemcom合作开发了G3-PLC™通信协议。2012年1月,G3-PLC协议正式由ITU批准作为新的低速、基于正交频分复用(OFDM)技术的窄带电力线通信标准(NB-PLC)。G3-PLC系统采用OFDM技术,大大提高了电力线上的数据传输速率,通过在频率、时间上交错数据传输提高了系统的可靠性。协议采用两层前向误码纠错(FEC),提高了抗噪能力。即使FEC占用了一定开销,G3-PLC的数据传输速率仍可达到250kbps,进而支持频繁的双向通信。
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