作者：杭州浙江大学系统工程研究所（310027）周 缵 吴明光 杭州怡佳智能网络有限公司（310012）周 永 来源：《电子技术应用》

摘要：在简单介绍了消费总线（cebus）协议基础上，结合实践重点分析了中国家庭中电力线通讯信道状况，详细描述cebus的电力线通讯实现机制。研究和实践表明通过合理的措施，在中国家庭的电力线上实现cebus家庭自动化系统是可行的。 关键词：家庭自动化 家庭网络 消费总线 cebus 扩频载波 电力线通讯 p300芯片 目前，消费电子产品与计算机、通讯技术的密切结合使家用电器产品逐步入家庭自动化，成为信息网络和自动化网络有机集成的家庭网络。在家庭网络中，将网络中的信号分成两类，一种是低速信号，如控制流和简单的数字信号，低速信号主要是传统的开关量、模拟量等等，主要用来实现家电的互操，而对的设备为电灯、空调等传统家电，这就是通常意义上说的家庭自动化；另一种是高速信号，主要是大量的实时数据如视频、音频信号，用来实现视频点播vod等多媒体应用、数字设备、计算机等网络设备的资源共享。 1 cebus简介 消费总线（cebus）是美国电子工业协会（eia）的开放标准（eia-600），它描述了一种家庭电子产品之间的通讯方法，通过cebus可实现家庭网络。cebus采用了简化的osi模型，分为物理层、数据链路层、网络层和应用层。 cebus的物理层使用了5种不同的媒介：电力线、双绞线、同轴电缆、射频广播和红外线，第6种媒介光纤被预留出来暂未定义。cebus是一个完全面向报文分组（packet）的对等网络，使用载波侦听多重访问和冲突检测与冲突分辨协议（csma/cdcr）。目前，电力线是cebus中使用最广泛的介质。cebus在应用层定义了一种“公共应用语言”（common application language,简称cal）来实现网络设备的通讯[1]。 2 家庭中电力线上的通讯信道状况分析 低压电力线无疑是家庭中分布最广泛的有线网络介质，并且几乎所有的家用电子产品都是联在220v的电力线上。因此，用低压电力线来实现家庭网络中的控制流不存在重新布线的问题，无疑是最方便的。但由于电力线与双绞线等专用网络介质不同，用电力线实现数据通讯必须考虑其特殊性，表现为干扰的复杂性、信道的时变性。 电力线上存在着复杂的干扰，可分为非人为干扰和人为干扰。 非人为干扰指的是一些自然现象，如雷电在电力线上引起的干扰，这种干扰将影响瞬间的电力线数据通讯。通过数据自动重发机制和纠错机制可以有效地避免此类干扰对数据通讯的影响。 人为干扰则是由连接在电力线上的用电设备产生的，并对电力线上的数据通讯有更严重的影响。 图1是参考文献[2]中实验室测得的电力线上的干扰波形，这与在现场和实验室测得的干扰波形很相似。在家庭中，电力线上的干扰不能被简单地认为是可加性高斯白噪声，为了表示这种干扰的复杂特性并简化分析，可以近似地将其分成3类：周期性的干扰、时不变的连续干扰和随机产生的突发性干扰。

在家庭内部，周期性的干扰主要来源是可控硅电路、电机、电空调机等设备。可控硅电路一般存在于电子调光设备，开关电源、变频空调等设备中。这些设备产生的干扰周期一般是工频或工频的整数倍，例如图1中存在着明显的以100khz为周期的干扰信号，这种干扰的幅度很大，频谱不规则，峰值有时能达到10 v，对电力线的通讯有很大的影响。家庭中风扇、空调、洗衣机等设备中的电机运行时，将会在家庭中的电力线上产生大量的高次谐波，这种谐波是工频的整数倍，其频率能到几万赫兹并且能量比较集中，其