文成亮,唐亮,何金星,杜延紅,黃盛剛
(重慶郵電大學(xué) 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)化控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400065)
?
IPv6的低壓電力線載波通信組網(wǎng)與接入機(jī)制*
文成亮,唐亮,何金星,杜延紅,黃盛剛
(重慶郵電大學(xué) 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)化控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400065)
針對(duì)低壓電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中可靠性較低的問(wèn)題,研究了電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的組網(wǎng)方法和接入策略,同時(shí)引入IPv6地址分配算法和節(jié)點(diǎn)接入策略,設(shè)計(jì)了基于層次樹(shù)的低壓電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),并通過(guò)增加冗余節(jié)點(diǎn)的方式提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和通信可靠性。測(cè)試結(jié)果表明,提出的組網(wǎng)算法對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性和報(bào)文傳輸可靠性都有一定的提升。
低壓電力線載波通信; IPv6地址; 組網(wǎng)方法
電力線載波通信(Power Line Communication,PLC)是電力系統(tǒng)特有的通信方式,主要利用現(xiàn)有廣泛分布的電力線作為通信介質(zhì),具備其他接入方式不可比擬的優(yōu)勢(shì)[1-2]。但隨著電力網(wǎng)絡(luò)中用戶終端設(shè)備的增多,使得載波通信網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)渚哂辛艘欢ǖ摹皶r(shí)變性”,終端設(shè)備對(duì)地址和安全性的需求也隨之增大。同時(shí),電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載具有時(shí)變性,這種變化會(huì)導(dǎo)致通信信道質(zhì)量的不穩(wěn)定甚至使通信鏈路發(fā)生中斷,從而導(dǎo)致電網(wǎng)的邏輯拓?fù)浒l(fā)生變化、降低電力線通信的可靠性[3-5]。此外,IPv6 (Internet Protocol version 6)作為下一代互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù),具有地址資源豐富、地址自動(dòng)配置、安全性高、移動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)。將IPv6技術(shù)沿用到智能電網(wǎng)中是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì),也是市場(chǎng)的強(qiáng)烈需求[6-7]。但由于低壓電力線通信面臨著比其他通信方式更為惡劣的信道環(huán)境,嚴(yán)重制約了載波信號(hào)的傳輸距離,使得電力線通信的可靠性大大降低[8]。因此,如何將IPv6技術(shù)與電力載波通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,提出適用的組網(wǎng)與接入機(jī)制,實(shí)現(xiàn)IPv6報(bào)文在電力線通信網(wǎng)中可靠傳輸,是目前亟需解決的問(wèn)題。
目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于IPv6技術(shù)在電力載波通信中的應(yīng)用已有一定的成果。參考文獻(xiàn)[9]中提出了適用于測(cè)量及家庭控制和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力線載波通信系統(tǒng)中的使用,基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,適用于低功耗有損網(wǎng)絡(luò),達(dá)到有線網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的互操作性。參考文獻(xiàn)[10]中IETF工作組提出將運(yùn)用在無(wú)線中的6LoWPAN協(xié)議的IPv6技術(shù)應(yīng)用于電力線載波通信中,在IPv6技術(shù)的MAC層采用IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。參考文獻(xiàn)[11]介紹了在電力線載波通信中,為確保PLC通信可靠的物理層,使載波通信物理層適合IPv6技術(shù)在載波中的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)[12]提出了對(duì)IPv6報(bào)文幀的壓縮,從而更好地適用于IPv6網(wǎng)絡(luò)中。參考文獻(xiàn)[13]論述了電力線載波通信中IPv6有效的傳輸協(xié)議、自動(dòng)測(cè)量、配置和管理、安全機(jī)制。
鑒于此,將IPv6技術(shù)應(yīng)用于電力載波通信網(wǎng)絡(luò),項(xiàng)目組前期提出了基于IPv6技術(shù)的載波信息分片獨(dú)立重傳機(jī)制,有效降低了載波通信丟包率[7]。通過(guò)層次樹(shù)的地址分配原則構(gòu)建基于IPv6的電力線載波通信網(wǎng)絡(luò),并通過(guò)冗余備份路由機(jī)制提高節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
在以低壓電力載波通信方式實(shí)現(xiàn)的電網(wǎng)信息采集或控制的應(yīng)用場(chǎng)景中,目前主要采用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)方式完成載波終端節(jié)點(diǎn)與集中器的非IP方式的節(jié)點(diǎn)ID分配和組網(wǎng)配置。但針對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用時(shí),較難實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)ID自動(dòng)、高效管控。為此,提出采用IPv6的IP管理機(jī)制實(shí)現(xiàn)載波終端與集中器統(tǒng)一的IP自動(dòng)分配與管理機(jī)制[14]。
基于IPv6技術(shù)的電力載波通信網(wǎng)絡(luò)中的載波節(jié)點(diǎn)與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一樣,擁有一個(gè)全球唯一的64位接口標(biāo)識(shí)地址。電力載波IPv6網(wǎng)絡(luò)MAC層采用IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn),其傳輸?shù)淖畲髨?bào)文長(zhǎng)度為127個(gè)字節(jié),若采用64位的長(zhǎng)地址作為源地址和目的地址,則在MAC頭部的地址域就占用了16個(gè)字節(jié),并且在適配層多跳路由時(shí)占用6LoWPAN頭部域16個(gè)字節(jié),從而減小了裝載有效負(fù)載的長(zhǎng)度[6]。因此,在子網(wǎng)內(nèi)采用IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的16位短地址作為路由通信地址,即可保證載波終端節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的短地址的唯一性,也可以獨(dú)立標(biāo)識(shí)一個(gè)唯一的IPv6載波節(jié)點(diǎn),通過(guò)16位的短地址和PANID及網(wǎng)絡(luò)前綴就可以實(shí)現(xiàn)電力載波IPv6地址的無(wú)狀態(tài)自動(dòng)配置,地址分配方式如圖1所示。
圖1 節(jié)點(diǎn)地址分配示意圖
電力載波IPv6節(jié)點(diǎn)在獲取16位的MAC短地址后,就將由該短地址實(shí)現(xiàn)無(wú)狀態(tài)IPv6地址的自動(dòng)配置。首先,將16位短地址轉(zhuǎn)換為48位的偽以太網(wǎng)MAC地址,48位地址由2個(gè)字節(jié)的PAN ID、2個(gè)字節(jié)的全0值、16位的MAC短地址組成。其次,將48位的偽以太網(wǎng)MAC地址轉(zhuǎn)換為EUI-64地址,將0xFFFE插入到PAN ID與16位短地址之間,從而形成IPv6地址的64位接口ID。最后,將64位接口ID加上64位的網(wǎng)絡(luò)前綴構(gòu)造成128位的IPv6地址。16位短地址生成IPv6地址的轉(zhuǎn)換過(guò)程如圖2所示。
圖2 MAC層16位短地址生成IPv6地址
基于IPv6技術(shù)的電力載波通信網(wǎng)絡(luò)的地址空間Cskip(d)可通過(guò)式(1)計(jì)算得到[6]:
(1)
式中,Cm為全功能載波父節(jié)點(diǎn)設(shè)備允許擁有載波子節(jié)點(diǎn)數(shù)量的最大值,Rm為全功能載波父節(jié)點(diǎn)設(shè)備允許擁有具備地址分配功能的全功能載波路由器節(jié)點(diǎn)數(shù)量的最大值,Lm為電力線載波網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖畲缶W(wǎng)絡(luò)深度,為當(dāng)前載波節(jié)點(diǎn)所在的網(wǎng)絡(luò)深度。Cskip(d)含義為第d層全功能載波父節(jié)點(diǎn)為其全功能載波子節(jié)點(diǎn)分配的地址偏移量,即為第(d+1)層具備地址分配功能的全功能載波路由器節(jié)點(diǎn)所擁有的地址空間。若Cskip(d)的值大于零,則表明該全功能載波父節(jié)點(diǎn)還可以接收載波子節(jié)點(diǎn),并為其分配短地址;否則表示沒(méi)有短地址可分配,不能接收載波子節(jié)點(diǎn)。
2.1分層組網(wǎng)方案
為提高通信可靠性和提高組網(wǎng)速度,在組網(wǎng)配置過(guò)程中,將各個(gè)邏輯子層中的主/從中繼節(jié)點(diǎn)分別置于該邏輯子層的中間位置和相鄰邏輯子層的邊界位置,其中主中繼節(jié)點(diǎn)為IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)中的路由器(父節(jié)點(diǎn)),從中繼節(jié)點(diǎn)為冗余路由器。由于載波通信距離有限,為實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)可靠入網(wǎng),則需要由協(xié)調(diào)器(集中器)發(fā)送組網(wǎng)命令,各支路節(jié)點(diǎn)(父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn))由近及遠(yuǎn)逐層配置,最終載波通信網(wǎng)絡(luò)邏輯分層與中繼節(jié)點(diǎn)分布示意如圖3所示。
圖3 電力線網(wǎng)絡(luò)邏輯分層與中繼節(jié)點(diǎn)分布示意圖
在形成的上述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖中,當(dāng)主中繼節(jié)點(diǎn)失效后,由從中繼節(jié)點(diǎn)代替主中繼節(jié)點(diǎn)的相關(guān)功能對(duì)本層子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行維護(hù),其工作原理如圖4所示。
圖4 從中繼節(jié)點(diǎn)消息轉(zhuǎn)發(fā)示意圖
2.2分組接入控制策略
目前的電力線載波通信系統(tǒng)在進(jìn)行信息終端業(yè)務(wù)通信時(shí),主要采用的是輪詢接入控制的方式,在G3-PLC中主要采用CSMA/CA算法來(lái)解決節(jié)點(diǎn)接入問(wèn)題,該算法具有擴(kuò)展性好、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延小、對(duì)節(jié)點(diǎn)間的同步要求不高的特點(diǎn)。但當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)比較多時(shí),節(jié)點(diǎn)可能要多次偵聽(tīng)信道,并且由于該瓦斯檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)潛在數(shù)據(jù)沖突節(jié)點(diǎn)的數(shù)量較多,在一定程度上影響了節(jié)點(diǎn)的接入效率和信道資源利用率,因此需要根據(jù)電力線信道的特點(diǎn)設(shè)計(jì)適合IPv6通信的電力線載波通信接入控制方式,從而使電力載波數(shù)據(jù)傳輸更為可靠,并提高電力線載波網(wǎng)絡(luò)信道利用率。將IPv6應(yīng)用于電力線載波中,新節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)過(guò)程如圖5所示。
圖5 IPv6電力線載波網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接入示意圖
分組接入控制策略即將電力線載波網(wǎng)絡(luò)的成員節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組,為不同組的節(jié)點(diǎn)分配不同的時(shí)隙。屬于不同組的成員節(jié)點(diǎn)在不同的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù),可有效避免數(shù)據(jù)沖突,而同組節(jié)點(diǎn)則采用隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制發(fā)送數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)時(shí)隙是循環(huán)分配的,即如果網(wǎng)絡(luò)中有n個(gè)分組,則任何一個(gè)分組在所分配的時(shí)隙結(jié)束后,要等待(n-1)個(gè)時(shí)隙的時(shí)間長(zhǎng)度才能再次被分配時(shí)隙。
實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙分配,首先需要設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的分組規(guī)則,節(jié)點(diǎn)分組的好壞直接影響著時(shí)隙分配的管理效果,每個(gè)父節(jié)點(diǎn)都會(huì)有一個(gè)或多個(gè)子節(jié)點(diǎn),這些子節(jié)點(diǎn)是按照一定先后次序與父節(jié)點(diǎn)連接的。將每個(gè)父節(jié)點(diǎn)所接收的第一個(gè)子節(jié)點(diǎn)看作一組,接收的第二個(gè)子節(jié)點(diǎn)看作另一組,以此類推即可完成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分組,形成的分組如圖6所示。
圖6 電力線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分組示意圖
該分組控制方法一方面隨著網(wǎng)絡(luò)的形成子節(jié)點(diǎn)可自動(dòng)分組,并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始工作以后,如果有新的成員節(jié)點(diǎn)加入,則可在不影響其他成員節(jié)點(diǎn)的情況下自動(dòng)加入現(xiàn)有的某個(gè)分組或形成新的分組,無(wú)需人工干預(yù),具有一定的靈活性和擴(kuò)展性。另一方面,由于同組節(jié)點(diǎn)分布比較分散,且無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的通信范圍有限,因此同組節(jié)點(diǎn)中距離較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)可同時(shí)互不干擾地發(fā)送信息,進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)沖突。
2.3冗余路由備份策略
在電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)中,其物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要為一種基于樹(shù)型的混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在將IPv6技術(shù)應(yīng)用于載波通信系統(tǒng)中時(shí),其形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要為樹(shù)型,即節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)時(shí),選取合適的父節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加入。為了擴(kuò)大組網(wǎng)的規(guī)模,子節(jié)點(diǎn)一般選取網(wǎng)絡(luò)深度較小的節(jié)點(diǎn)為其直接父節(jié)點(diǎn),這樣雖然減小了分層的層數(shù),擴(kuò)大了組網(wǎng)的規(guī)模,但沒(méi)考慮鏈路質(zhì)量等信息。在這種情況下形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)其通信鏈路較單一,網(wǎng)絡(luò)抗毀性較差,為此,提出一種冗余父節(jié)點(diǎn)選取策略,以實(shí)現(xiàn)在基于IPv6的電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
新入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)發(fā)送信標(biāo)請(qǐng)求幀進(jìn)行入網(wǎng)請(qǐng)求,已入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)對(duì)其回復(fù)信標(biāo)響應(yīng),將其加為自己的子節(jié)點(diǎn),新節(jié)點(diǎn)的直接父節(jié)點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)深度最小的節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行選取,這樣可擴(kuò)大組網(wǎng)的規(guī)模。冗余父節(jié)點(diǎn)則依據(jù)鏈路質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)深度的綜合權(quán)值進(jìn)行選取,對(duì)不滿足上述要求的節(jié)點(diǎn)回復(fù)的信標(biāo)響應(yīng)直接忽略。新節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)過(guò)程中對(duì)父節(jié)點(diǎn)的選取如圖7所示。
圖7 節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)父節(jié)點(diǎn)選取示意圖
3.1測(cè)試平臺(tái)搭建
為驗(yàn)證所提出的電力線IPv6通信冗余路由機(jī)制的性能,搭建載波通信測(cè)試平臺(tái),該測(cè)試平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為常見(jiàn)的配電網(wǎng)樹(shù)型拓?fù)?,如圖8所示。在所搭建的測(cè)試平臺(tái)上,終端節(jié)點(diǎn)在入網(wǎng)成功后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)自動(dòng)完成IPv6地址的配置,形成一個(gè)以集中器為根節(jié)點(diǎn)的層次轉(zhuǎn)發(fā)樹(shù)網(wǎng)絡(luò)模型。為了測(cè)試鏈路中斷下路由恢復(fù)情況,通過(guò)在載波通信網(wǎng)絡(luò)某一固定位置接入電力線信道衰減調(diào)試儀,對(duì)載波通頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行衰減以模擬鏈路故障,從而使節(jié)點(diǎn)工作在冗余路由模式下。
圖8 電力線載波測(cè)試平臺(tái)
3.2測(cè)試結(jié)果分析
通過(guò)上述搭建的測(cè)試系統(tǒng),構(gòu)建相應(yīng)的層次樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),結(jié)合樹(shù)型路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)基于樹(shù)型路由的IPv6報(bào)文多跳傳輸功能的測(cè)試。測(cè)試中利用上位機(jī)界面發(fā)送應(yīng)用數(shù)據(jù)幀,通過(guò)集中器下發(fā)到對(duì)應(yīng)的載波節(jié)點(diǎn)。對(duì)不同載波節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)測(cè)試,通過(guò)上位機(jī)對(duì)載波節(jié)點(diǎn)成功回復(fù)的報(bào)文數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并利用串口調(diào)試助手對(duì)載波節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)間信息進(jìn)行打印。對(duì)比了普通帶狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與本文的基于層次樹(shù)的冗余路由機(jī)制的報(bào)文成功率和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延。
圖9給出了數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸時(shí)延,從圖中可以看出,普通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于呈現(xiàn)一種帶狀結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)只能通過(guò)其相鄰節(jié)點(diǎn)或中繼進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。而基于層次樹(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠?,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑尸F(xiàn)的是一種樹(shù)狀,數(shù)據(jù)包可以直接傳輸至下一層的節(jié)點(diǎn)或中繼,大大降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延。
圖9 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延對(duì)比
圖10為普通路由方式與層次樹(shù)冗余路由方式在相同發(fā)包數(shù)量情況下,隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增加數(shù)據(jù)報(bào)文投遞率的統(tǒng)計(jì)情況。
圖10 數(shù)據(jù)包投遞成功率對(duì)比
從圖10中可以看出,隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大,普通路由方式只能選擇其中繼父節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信,當(dāng)父節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障或通信鏈路受損時(shí),將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失敗。而相對(duì)于具有冗余機(jī)制的樹(shù)形路由而言,若其主中繼節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí),則其可以選擇冗余備份路徑進(jìn)行傳輸,從而增加了數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸?shù)某晒β省?/p>
本文以提高電力線IPv6通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性為目的,結(jié)合電力線載波網(wǎng)絡(luò)的特性,針對(duì)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),提出了一種層次化冗余路由機(jī)制,通過(guò)IPv6地址分配策略將載波網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造成一顆層次轉(zhuǎn)發(fā)樹(shù),各節(jié)點(diǎn)以入網(wǎng)后獲取的IPv6地址塊進(jìn)行子節(jié)點(diǎn)的地址管理,并在層次轉(zhuǎn)發(fā)樹(shù)模型下實(shí)現(xiàn)了對(duì)IPv6報(bào)文的傳遞,從而減小了報(bào)文的傳輸時(shí)延。
在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí),依據(jù)IPv6協(xié)議設(shè)計(jì)的冗余路由尋址方法,能夠在不增加控制報(bào)文的前提下,使載波節(jié)點(diǎn)將IPv6報(bào)文有效地傳至目的節(jié)點(diǎn),以較小的開(kāi)銷實(shí)現(xiàn)了路由的快速恢復(fù)。
[1] Ahmed M, Lampe L.Power line communications for low-voltage power grid tomography[J].IEEE Transactions on Communications, 2013, 61(12): 5163-5175.
[2] 戚佳金,陳雪萍,劉曉勝.低壓電力線載波通信技術(shù)研究進(jìn)展[J].電網(wǎng)技術(shù),2010,34(5):161-172.
[3] 徐偉,王斌,姜元建. 低壓電力線載波通信技術(shù)在用電信息采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電測(cè)與儀表,2010,47(2):44-47.
[4] 張毅威,丁超杰,閔勇,等.歐洲智能電網(wǎng)項(xiàng)目的發(fā)展與經(jīng)驗(yàn)[J].電網(wǎng)技術(shù),2014,38(7):1717-1723.
[5] 荊孟春,王繼業(yè),程志華, 等.電力物聯(lián)網(wǎng)傳感器信息模型研究與應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù), 2014,38(2): 532- 537.
[6] 苗新,陳希. 智能電網(wǎng) IPv6 地址資源應(yīng)對(duì)策略[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2010,34(16):58- 61.
[7] 向敏,文超,文成亮.基于IPv6的電力載波通信分片獨(dú)立的重傳機(jī)制[J].電網(wǎng)技術(shù),2015,39(1):169-175.
[8] 肖勇,房瑩,張捷,等. 低壓電力線載波通信信道特性研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2012,40(20):20-25.
[9] Saputro N,Akkaya K,Uludag S.A survey of routing protocols for smart grid communications[J].Computer Networks,2012,56(11): 2742-2771.
[10] Razazian K,Umari M,Kamalizad A,et al.G3-PLC specification for power line communication: Overview,system simulation and field trial results[C]//Power Line Communications and Its Applications (ISPLC),Brazil,2010 IEEE International Symposium on IEEE,2010:313-318.
[11] Bauer M,Plappert W,Wang Chong,et al.Packet-oriented communication protocols for smart grid services over low-speed PLC[C]//Power Line Communications and Its Applications(ISPLC),Germany,2009 IEEE International Symposium on IEEE,2009:89-94.
[12] Hui J,Thubert P.RFC6282: Compression format for IPv6 datagrams over IEEE 802.15.4-based networks.[EB/OL].[2016-04].http://www.rfc-editor.org/info/rfc6282.
[13] Haidine A,Adebisi B,Treytl A,et al.High-speed narrowband PLC in Smart Grid landscape-State-of-the-art[C]//Power Line Communicati- ons and Its Applications (ISPLC),Italy,2011 IEEE International Symposium on IEEE,2011:468-473.
[14] 尹建豐,丁文伯, 魏華義,等.電力線載波通信標(biāo)準(zhǔn) PRIME和G3-PLC的研究[J].電測(cè)與儀表,2014,51(13): 37-41.
文成亮、何金星(碩士研究生),研究方向?yàn)殡娏νㄐ偶夹g(shù)。
Low-voltage Power Line Carrier Communication Routing Technology and Access Mechanism Based on IPv6
Wen Chengliang,Tang Liang,He Jinxing,Du Yanhong,Huang Shenggang
(Key Laboratory of Industrial Internet of Things&Networked Control,Ministry of Education,Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065,China)
In view of the low-reliability in the data transmission of low-voltage power line carrier communication network,the existing networking methods and access strategy in power line carrier communication network are researched.Meanwhile the IPv6 address allocation algorithm and the node access strategy are introduced,and the low-voltage power line carrier communication network architecture based on the hierarchy tree is designed.The design improves the network stability and reliability of communication through the way of redundant nodes.The test results show that the proposed networking algorithm improves the robustness of the network structure and the reliability of the message transmission.
low-voltage power line carrier communication;IPv6 address;networking method
重慶市研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目(基于IPv6技術(shù)的電力載波通信網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)研究,項(xiàng)目編號(hào)為CYS14148)。
TN913.6
A
(責(zé)任編輯:楊迪娜2016-04-05)