面向智能電網(wǎng)的電力線寬帶通信性能測試

　　從電力線寬帶通信技術(shù)誕生開始.其目的就是解決“最后一千米”的問題，并提供高速的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。隨著智能電網(wǎng)概念的提出，電網(wǎng)與電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)如何有機(jī)融合成為智能電網(wǎng)信息化、自動化、互動化的智能技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)。而電力線寬帶通信正是實(shí)現(xiàn)“多網(wǎng)融合” 和智能電網(wǎng)用戶側(cè)交互功能的有效手段。因此，開展智能電網(wǎng)電力線寬帶通信性能測試具有理論研究和指導(dǎo)實(shí)踐的重要意義。 

　　1 電力線寬帶通信相關(guān)應(yīng)用 

　　電力線載波(PLC，Power Line Carrier)通信是指利用電力線作為傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、圖像等綜合業(yè)務(wù)高速傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)。根據(jù)載波頻率、載波速率、載波調(diào)制方式，行業(yè)內(nèi)部分為兩大陣營：低速窄帶陣營和高速寬帶陣營。 

　　電力線寬帶通信采用擴(kuò)頻通信技術(shù)和 交頻分復(fù)用技術(shù)，在通信速率、調(diào)制方式和效率、芯片功能等方面都優(yōu)于電力線窄帶載波通信。 

　　隨著智能電網(wǎng)研究的興起，電力線寬帶通信技術(shù)在建設(shè)智能電網(wǎng)的大環(huán)境下，應(yīng)用前景十分廣泛. 包括視頻點(diǎn)播、AMR fAutomation MeterReading，遠(yuǎn)程抄表)、負(fù)載控制、變壓器監(jiān)控、電能質(zhì)量遠(yuǎn)程測量、安全監(jiān)視、分時(shí)費(fèi)率、動態(tài)計(jì)費(fèi)和其他各種增值服務(wù)等。而電力線寬帶通信能力能否滿足、如何滿足智能電網(wǎng)環(huán)境下用戶的交互需求是“多網(wǎng)融合”及智能電網(wǎng)發(fā)展中需要重點(diǎn)解決的問題。因而測試驗(yàn)證電力線寬帶通信技術(shù)對于智能電網(wǎng)環(huán)境下多種服務(wù)的支撐能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 

　　2 智能電網(wǎng)電力線寬帶通信性能測試方案 

　　智能電網(wǎng)電力線寬帶通信性能測試針對智能電網(wǎng)的交互功能，測試電力線寬帶通信設(shè)備對“三網(wǎng)合一”中視頻點(diǎn)播的支撐能力。本測試主要通過電力線通信網(wǎng)絡(luò)提供視頻服務(wù)，檢驗(yàn)電力線寬帶通信性能是否滿足網(wǎng)絡(luò)寬帶視頻業(yè)務(wù)的需求。 

　　主要內(nèi)容包括：①選取主流的5個(gè)廠商的5種PLC設(shè)備、3種電源應(yīng)用環(huán)境和4個(gè)不同碼流帶寬的視頻文件，測試并發(fā)視頻點(diǎn)播時(shí)支持的最大有效用戶數(shù);② 選擇對電力線寬帶通信信號有明顯干擾的電器和隔離干擾源的插座，測試干擾及干擾隔離效果。 

　　2.1 測試平臺 

　　本次測試通過一個(gè)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)來對電力線寬帶通信性能進(jìn)行評估，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖l所示。 

　　參加測試的PLC設(shè)備包括5個(gè)廠商的5種主流產(chǎn)品，設(shè)備廠商、設(shè)備型號、PLC芯片及物理速率見表1所列。 

　　測試中用于點(diǎn)播的4個(gè)視頻文件碼流帶寬分別為486，1 550，4 096.7 092 kbit/s。其中，486 kbit/s視頻代表了普通的互聯(lián)網(wǎng)流媒體播放質(zhì)量，可提供等同于VCD的播放質(zhì)量.略高于目前互聯(lián)網(wǎng)中視頻的常用速率300 kbit/s：1 550 kbit/s視頻可提供等同于DVD的播放質(zhì)量：4 096 kbit/s代表了高清電視的播放要求：7 092 kbit/s則屬于比較少見的高速視頻流。 

　　測試采用的3種電源環(huán)境均在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部署，包括機(jī)房電源、凈化電源l和凈化電源2，以比較不同的電源環(huán)境對電力線寬帶通信性能的影響。機(jī)房電源環(huán)境是指在機(jī)房實(shí)驗(yàn)室中采用普通市電為PLC設(shè)備供電;凈化電源1環(huán)境采用UPS為PLC設(shè)備、視頻服務(wù)器及客戶端計(jì)算機(jī)供電：凈化電源2環(huán)境是UPS電源只為PLC設(shè)備供電，其他用電設(shè)備使用普通市電供電。 

　　干擾源選擇國際上電力線寬帶通信測試常用的干擾電器：電吹風(fēng)和節(jié)能燈。 

　　2.2 測試軟件及儀器 

　　2.2.1操作系統(tǒng)和檢測軟件 

　　服務(wù)器和客戶端采用Windows XP Profes—sional SP3操作系統(tǒng)。 

　　網(wǎng)絡(luò)流量檢測軟件使用SpotLight(版本3.7.0.304)免費(fèi)版，用于檢測服務(wù)器和客戶端在視頻點(diǎn)播時(shí)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。 

　　2.2.2視頻播放軟件 

　　本次測試中有6臺客戶端，但在測試較高速率PLC設(shè)備時(shí).最大并發(fā)視頻點(diǎn)播數(shù)量會大于6個(gè)，客戶端明顯不足。為了能夠模擬更多個(gè)用戶并發(fā)點(diǎn)播，在客戶端計(jì)算機(jī)上分別安裝了3個(gè)視頻播放軟件，可同時(shí)模擬18個(gè)用戶點(diǎn)播。3個(gè)視頻播放軟件分別是：Windows Media Player 9(版本9.00.00.4503)、暴風(fēng)影音(版本3.8.4.9)和KMPlayer(版本2.9.4.1435) 

　　2.2.3相關(guān)儀器 

　　為了測試PLC設(shè)備和信號干擾源的頻譜特性和諧波特性，測試平臺中使用了頻譜儀、示波器、信號發(fā)生器、隔離插座及輔助線纜。包括安捷倫(Agilent)4395A 網(wǎng)絡(luò)/頻譜/阻抗分析儀、泰克(Tektronix)3012B數(shù)字示波器、安捷倫33250A函數(shù)/任意波形發(fā)生器、安捷倫8