從電力線寬帶通信技術誕生開始.其目的就是解決“最后一千米”的問題,并提供高速的互聯網接入服務。隨著智能電網概念的提出,電網與電信網、廣播電視網、互聯網如何有機融合成為智能電網信息化、自動化、互動化的智能技術特征實現的關鍵點。而電力線寬帶通信正是實現“多網融合” 和智能電網用戶側交互功能的有效手段。因此,開展智能電網電力線寬帶通信性能測試具有理論研究和指導實踐的重要意義。
1 電力線寬帶通信相關應用
電力線載波(PLC,Power Line Carrier)通信是指利用電力線作為傳輸介質,實現數據、話音、圖像等綜合業務高速傳輸的通信技術。根據載波頻率、載波速率、載波調制方式,行業內部分為兩大陣營:低速窄帶陣營和高速寬帶陣營。
電力線寬帶通信采用擴頻通信技術和 交頻分復用技術,在通信速率、調制方式和效率、芯片功能等方面都優于電力線窄帶載波通信。
隨著智能電網研究的興起,電力線寬帶通信技術在建設智能電網的大環境下,應用前景十分廣泛. 包括視頻點播、AMR fAutomation MeterReading,遠程抄表)、負載控制、變壓器監控、電能質量遠程測量、安全監視、分時費率、動態計費和其他各種增值服務等。而電力線寬帶通信能力能否滿足、如何滿足智能電網環境下用戶的交互需求是“多網融合”及智能電網發展中需要重點解決的問題。因而測試驗證電力線寬帶通信技術對于智能電網環境下多種服務的支撐能力具有重要的現實意義。
2 智能電網電力線寬帶通信性能測試方案
智能電網電力線寬帶通信性能測試針對智能電網的交互功能,測試電力線寬帶通信設備對“三網合一”中視頻點播的支撐能力。本測試主要通過電力線通信網絡提供視頻服務,檢驗電力線寬帶通信性能是否滿足網絡寬帶視頻業務的需求。
主要內容包括:①選取主流的5個廠商的5種PLC設備、3種電源應用環境和4個不同碼流帶寬的視頻文件,測試并發視頻點播時支持的最大有效用戶數;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
本次測試通過一個視頻點播系統來對電力線寬帶通信性能進行評估,拓撲結構如圖l所示。
參加測試的PLC設備包括5個廠商的5種主流產品,設備廠商、設備型號、PLC芯片及物理速率見表1所列。
測試中用于點播的4個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網流媒體播放質量,可提供等同于VCD的播放質量.略高于目前互聯網中視頻的常用速率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種電源環境均在實驗室內部署,包括機房電源、凈化電源l和凈化電源2,以比較不同的電源環境對電力線寬帶通信性能的影響。機房電源環境是指在機房實驗室中采用普通市電為PLC設備供電;凈化電源1環境采用UPS為PLC設備、視頻服務器及客戶端計算機供電:凈化電源2環境是UPS電源只為PLC設備供電,其他用電設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:電吹風和節能燈。
2.2 測試軟件及儀器
2.2.1操作系統和檢測軟件
服務器和客戶端采用Windows XP Profes—sional SP3操作系統。
網絡流量檢測軟件使用SpotLight(版本3.7.0.304)免費版,用于檢測服務器和客戶端在視頻點播時的網絡吞吐量。
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設備時.最大并發視頻點播數量會大于6個,客戶端明顯不足。為了能夠模擬更多個用戶并發點播,在客戶端計算機上分別安裝了3個視頻播放軟件,可同時模擬18個用戶點播。3個視頻播放軟件分別是:Windows Media Player 9(版本9.00.00.4503)、暴風影音(版本3.8.4.9)和KMPlayer(版本2.9.4.1435)
2.2.3相關儀器
為了測試PLC設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、信號發生器、隔離插座及輔助線纜。包括安捷倫(Agilent)4395A 網絡/頻譜/阻抗分析儀、泰克(Tektronix)3012B數字示波器、安捷倫33250A函數/任意波形發生器、安捷倫8