CN103812527A - 一种基于直流载波的高带宽信号传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于直流载波的高带宽信号传输装置，包括局端干扰抑制器，局端调制解调器、终端干扰抑制器和终端调制解调器；直流供电线通过局端干扰抑制器后为局端调制解调器供电，所述局端调制解调器将网络信号耦合加载到直流供电线上，所述直流供电线经过终端干扰抑制器后为外接设备、终端调制解调器直流供电；所述终端调制解调器通过耦合提取直流供电线传输的加载信号后经过调制解调将信号发送至外接设备信号输入端，本发明组网简单：通过直流电力线载波，只需在系统中添加局端、终端设备即可完成整个系统的连接；成本低、维护方便；传输距离远，实验室环境下极限距离可达到400米；传输频率范围较普通PLC系统更宽，频率范围可达2~68MHz。
Description
技术领域
本发明涉及PLC直流载波通信领域，特别涉及一种基于直流载波的高带宽信号传输装置。
背景技术
现有的IP系列设备其系统组网情况大多数是这样的：每一个IP设备都需有网线接入，同时还要有各自独立的供电，对于远距离的IP设备组网有时还要增加中继（普通网线信号传输质量由于受网线长度的限制，一般在百米左右 ）。这样的组网系统缺点是空间被网线、供电适配器、中继等杂乱无序的各种“线”占据，成本高、后期维护也比较复杂。
电力载波（PLC）是利用电力线进行传输的一个方便快捷的通信传输方式，特别在不能进行线路改造的情况下，可直接利用现有电路进行信号传输，直流载波即通过现有的直流信号线叠加有用的信号进行传送，重点将需要传送的信号进行合理的处理，从而实现最大程度的有用信号不削弱传输。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明提出一种基于直流载波的高带宽信号传输装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于直流载波的高带宽信号传输装置，包括局端干扰抑制器，局端调制解调器、终端干扰抑制器和终端调制解调器；直流供电线通过局端干扰抑制器后为局端调制解调器供电，所述局端调制解调器将网络信号耦合加载到直流供电线上，所述直流供电线经过终端干扰抑制器后为外接设备、终端调制解调器直流供电；所述终端调制解调器通过耦合提取直流供电线传输的加载信号后经过调制解调将信号发送至外接设备信号输入端。
进一步的，所述局端调制解调器包括局端调制解调电路，所述网络信号通过局端调制解调电路耦合加载到直流供电线上。
进一步的，所述终端调制解调器包括终端调制解调电路，所述终端调制解调电路通过耦合提取直流供电线传输的加载信号后，经过调制解调将信号发送至外接设备信号输入端。
进一步的，所述局端干扰抑制器和所述终端干扰抑制器可以相同。
进一步的，所述局端干扰抑制器或者所述终端干扰抑制器为以下电路结构的一种：
共模扼流圈和电容组合电路；共模扼流圈和电感组合电路；共模扼流圈和电感、电容组合电路；共模扼流圈和电阻、电容组合电路；共模扼流圈和电感、电容的T型网络组合电路；共模扼流圈和电阻、电容的T型网络组合电路；共模扼流圈和电感、电容的π型网络组合电路；共模扼流圈和电阻、电容的π型网络组合电路。
进一步的，所述电路结构可以进行级联。
进一步的，在电路结构中的直流输入端和直流输出端并接电阻或者二极管。
本发明的有益效果在于：组网简单：通过直流电力线载波，只需在系统中添加局端、终端设备即可完成整个系统的连接；成本低、维护方便；传输距离远，实验室环境下极限距离可达到400米；传输频率范围较普通PLC系统更宽，频率范围可达2~68MHz。
附图说明
图1为本发明所述系统连接示意图；
图2为本发明所述系统干扰拟制器示意图；
图3为本发明所述系统干扰拟制器示意图；
图4为本发明所述系统干扰拟制器示意图；
图5为本发明所述系统干扰拟制器示意图；
图6为本发明所述系统干扰拟制器示意图；
图7为本发明所述系统干扰拟制器电路变换形式示意图；
图8为本发明所述系统干扰拟制器电路变换形式示意图；
图9为增加干扰抑制器传输速率测试结果；
图10为无干扰抑制器传输速率测试结果。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示一种基于直流载波的高带宽信号传输装置，包括局端干扰抑制器，局端调制解调器、终端干扰抑制器和终端调制解调器；直流供电线通过局端干扰抑制器后为局端调制解调器供电，所述局端调制解调器将网络信号耦合加载到直流供电线上，所述直流供电线经过终端干扰抑制器后为外接设备、终端调制解调器直流供电；所述终端调制解调器通过耦合提取直流供电线传输的加载信号后经过调制解调将信号发送至外接设备信号输入端。其中局端调制解调器包括局端调制解调电路，所述网络信号通过局端调制解调电路耦合加载到直流供电线上。所述终端调制解调器包括终端调制解调电路，所述终端调制解调电路通过耦合提取直流供电线传输的加载信号后，经过调制解调将信号发送至外接设备信号输入端。另外，局端干扰抑制器和终端干扰抑制器的作用为对整个线路进行滤波，降低干扰因素对电力载波系统运行的影响，其具体的电路结构可以相同也可以不同，具体电路结构将在后续做详细介绍。
调制解调电路可以采用现有成熟技术方案，本文不再赘述，本发明系统支持OFDM 4096/1024/256/64/16/8-QAM, QPSK, BPSK 和 ROBO调制方案，调制解调电路模块负责电力载波信号和网络信号的相互调制解调。
低压直流连接线：提供系统电源和电力载波传输路径。5V、12V、24V、48V等直流电压本系统都可以支持。
如图2~图6所示，所述局端干扰抑制器或者所述终端干扰抑制器为以下电路结构的一种：共模扼流圈和电容组合电路；共模扼流圈和电感组合电路；共模扼流圈和电感、电容组合电路；共模扼流圈和电阻、电容组合电路；共模扼流圈和电感、电容的T型网络组合电路；共模扼流圈和电阻、电容的T型网络组合电路；共模扼流圈和电感、电容的π型网络组合电路；共模扼流圈和电阻、电容的π型网络组合电路。根据用户的需要，为增强干扰抑制效果可以使用以上上述电路结构的级联形式，下图为附图7的级联形式，其余系统同样的道理，不再赘述。由于系统在开关电瞬间电感效应产生的脉冲，在以上的电路中增加电阻或二极管为脉冲提供泄放路径以增强干扰抑制效果，如图8所示，增加脉冲泄放路径的电路设计形式，其余系统同样的道理，以此类推，本文不再赘述。
如图9和图10所示，实验数据对比发现，有无干扰抑制器对系统的传输速率影响明显。测试对比数据：在实验室环境下对比两台电脑通过电力猫互传数据的传输速率可发现，增加干扰抑制器的平均传输速率为72.728Mbps，而无干扰抑制器的平均传输则仅为38.823Mbps。
本发明在IP类终端组网环境下进行应用，具有显著的技术效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于直流载波的高带宽信号传输装置，其特征在于，包括局端干扰抑制器，局端调制解调器、终端干扰抑制器和终端调制解调器；直流供电线通过局端干扰抑制器后为局端调制解调器供电，所述局端调制解调器将网络信号耦合加载到直流供电线上，所述直流供电线经过终端干扰抑制器后为外接设备、终端调制解调器直流供电；所述终端调制解调器通过耦合提取直流供电线传输的加载信号后经过调制解调将信号发送至外接设备信号输入端。
2.根据权利要求1所述的一种基于直流载波的高带宽信号传输装置，其特征在于，所述局端调制解调器包括局端调制解调电路，所述网络信号通过局端调制解调电路耦合加载到直流供电线上。
3.根据权利要求2所述的一种基于直流载波的高带宽信号传输装置，其特征在于，所述终端调制解调器包括终端调制解调电路，所述终端调制解调电路通过耦合提取直流供电线传输的加载信号后，经过调制解调将信号发送至外接设备信号输入端。
4.根据权利要求3所述的一种基于直流载波的高带宽信号传输装置，其特征在于，所述局端干扰抑制器和所述终端干扰抑制器可以相同。
5.根据权利要求3所述的一种基于直流载波的高带宽信号传输装置，其特征在于，所述局端干扰抑制器或者所述终端干扰抑制器为以下电路结构的一种：
共模扼流圈和电容组合电路；共模扼流圈和电感组合电路；共模扼流圈和电感、电容组合电路；共模扼流圈和电阻、电容组合电路；共模扼流圈和电感、电容的T型网络组合电路；共模扼流圈和电阻、电容的T型网络组合电路；共模扼流圈和电感、电容的π型网络组合电路；共模扼流圈和电阻、电容的π型网络组合电路。
6.根据权利要求5所述的一种基于直流载波的高带宽信号传输装置，其特征在于，所述电路结构可以进行级联。
7.根据权利要求5所述的一种基于直流载波的高带宽信号传输装置，其特征在于，在电路结构中的直流输入端和直流输出端并接电阻或者二极管。
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