本論文著重於電力線通訊轉接器之研製，實現以電力線為媒介達成建築物不同樓層間可互相網路通訊。轉接器設計採用符合HomePlug 1.0 規範的Turbo mode 晶片，其內部應用OFDM 調變技術，使用頻寬為4.5-21MHz，外部電路加設實體層晶片、快取記憶體、TX/RX 濾波器及三輸出切換式電源，經整合設計成為轉接器電路。進行PCB 佈局的同時也加入EMI的防制方法，以減少對通訊訊號的干擾。最後燒錄MAC 位址，使得通訊轉接器自成一個網路節點，進行位在不同樓層的二台轉接器之點對點通訊測試，包括訊號衰減測試及傳輸量測試。

This thesis aims to implement a power-line communication (PLC) adaptor to use power lines as transmission media for network communication between different floors in buildings. The PLC adaptor is based on a turbo-mode chip that adopts OFDM modulation technique with 4.5-21 MHz bandwidth and can accord with the HomePlug 1.0 standard. The other components include a physical-layer chip, a flash memory, a TX/RX filter, and a switching power supply with three outputs. All the above components are integrated into a PCB to form a PLC adaptor. The PCB layout has included EMI solutions to reduce interference to the communication signal. After burning process for the flash memory to record the MAC address, the PLC adaptor becomes a network node. Point-to-point communication test is performed between two PLC adaptors located on different floors of a building. The testing items include signal attenuation test and signal throughput test.

目錄 ........................................................Ⅰ
表目錄 ......................................................Ⅲ
圖目錄 ......................................................Ⅳ
第一章 緒論 ..................................................1
1.1 電力線通訊發展概況.....................................1
1.2 電力線通訊組織概況.....................................3
1.3 家庭電力線多媒體整合系統...............................4
1.4 PLC 通訊轉接器研究動機.................................7
1.5 章節介紹...............................................8
第二章 電力線通訊技術.........................................9
2.1 電力線特性與通道模型...................................9
2.2 OFDM 技術應用於電力線通訊..............................10
2.3 Home Plug 1.0 技術.....................................14
2.3.1 電力線媒介.......................................14
2.3.2 HomePlug 實體層..................................15
2.3.3 HomePlug 適應機制................................16
2.3.4 HomePlug MAC.....................................17
2.3.5 框架格式(Frame Formats) .........................17
2.3.6 通道存取機制.....................................18
2.3.7 分割和重組機制...................................20
2.3.8 QoS 特徵........................................20
2.3.9 HomePlug 效能...................................21
2.3.10 安全...........................................22
2.3.11 承諾和共存.....................................23
第三章 PLC 通訊轉接器........................................25
3.1 PLC 系統架構..........................................25
3.2 電源管理區............................................26
3.2.1 脈寬調變晶片....................................26
3.2.2 電源電路設計....................................27
3.2.3 電磁干擾對策....................................31
3.2.4 電源電路測試....................................35
3.3 中央處理區............................................36
3.3.1 電力線晶片......................................36
3.3.2 實體層晶片......................................39
3.3.3 RJ-45 網路轉接埠................................40
3.3.4 中央處理區整合電路..............................41
3.4 傳送及接收區..........................................43
3.4.1 TX 傳送區.......................................43
3.4.2 RX 接收區.......................................45
第四章 PLC 整合電路實作......................................46
4.1 PCB 電路板設計........................................46
4.1.1 電磁干擾及耦合路徑..............................46
4.1.2 電路佈局原則....................................48
4.1.3 PLC 電路佈局....................................51
4.2 PLC 實作與MAC 位址燒錄................................52
4.3 傳輸量測試............................................56
第五章 結論..................................................62
參考文獻......................................................63

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