寬帶電力線通信調制解調器

魯　冰

摘要：簡述寬帶電力線通信調制解調器的特性與應用。

關鍵詞：電力線通信；寬帶調制解調器；MAX2990

電力線通信系統(PLC，Power Line Carrier)是利用交流電源線路做為媒介傳送數據信號的技術。PLC技術主要包括：

·電力線網絡單元，負責控制電力線網絡并從單元配電網集成業務量；

·電源線網絡終端，為最終用戶提供適當的接口，如以太網接口或USB接口；

·耦合設備，將信號傳人線路并濾波，

·正交頻分多路復用(OFDM)技術，提高電力線網絡傳輸質量。

電力線通信系統廣泛應用于自動讀表、工業中遠端監測與控制、樓宇自動化、家庭智能化(網絡化)、交通管理、語音系統等。電力線通信獲得人們普遍關注的主要原因是它采用普遍存在的電源線做為傳輸數據的媒介，不用單獨專門架設線路，這是一種經濟實用的技術。

電力線通信也面臨諸多問題，例如：窄帶干擾、群延時、信號阻塞、脈沖噪聲以及選頻特性造成的衰減等。這些問題會嚴重妨礙低頻段的數據傳輸。為此，Maxim公司推出業內首款寬帶電力線通信調制解調器MAX2990，使電力線通信的設計難題迎刃而解。

MAX2990

Maxim公司的寬帶電力線線通信調制解調器MAX2990采用具有DBPSK(差分二進相移鍵控)調制的OFDM和前向糾錯(FEC)，能夠通過交流、直流電力線實現高性價比、高度安全的雙向數據通信，在10～490KHz工作頻段支持大于100Kbps的有效數據速率。與目前市場上的窄帶技術相比，采用OFDM和誤碼糾錯技術的MAX2990能夠將性能指標提高大約8dB，支持更高的數據通信速率。MAX2990功能框圖示于圖1，它具有如下特性：

·組合了物理層和MAC層，集成16位MAXQ微控制器，帶有32KB閃存和8KBSRAM；

·內置3DES加密／解密協處理器，提供數據保護；

·包括CSMA／CA(帶有避免沖突的載波監聽多路訪問)架構，用于控制MASH網絡的數據流量；

·自動重發請求(MRQ)有助于增強誤碼檢測并提高數據可靠性，確保數據包的可靠發送與接收；

·包括FEC機制和CRC16(循環冗余校驗)，能夠通過電力線實現最可靠的數據通信；

·符合歐洲、美國和日本的CENELEC、FCC和ARIB頻率規范，用戶可編程頻率選項；

·為了進一步提高性能，MAX2990能夠在輸入信號變化超出預先定義的門限(例如SNR電平、輸入波動電平、帶內衰減等)時，自動切換到可靠工作模式。這種工作模式使SNR(信噪比)提高5dB；

·支持SPI、12C和UART接口。

應用

MAX2990目標市場為：自動讀表裝置(流量控制和費率調節，負荷管理)；樓宇自動化(加熱、通風、空調，照明管理，門禁控制)，交通管理(道路交通管理，機場跑道管理)；家庭智能化(網絡化)；工業自動化(遠端監測與控制，電機控制)；語音(電話系統擴展／橋接，VoIP，內部通信網絡)等。

圖2示出MAX2990應用框圖，在完備的調制解調器應用電路中包括基帶、模擬前端和線驅動器，其中模擬前端可用分立元件或集成方案實現。基帶和模擬前端可選用MAX2986／MAX2980-14Mbps HomePlug芯片組。