业内首款基于OFDM的电力线通信调制解调器，能够在10kHz至490kHz频带提供100kbps的数据传输
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10kHz至490kHz、基于OFDM的电力线通信调制解调器
[高分辨率图片]
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编者按：
- 作为业内首款基于OFDM的宽带PLC调制解调器，MAX2990能够在10kHz至490kHz频率范围内提供高达100kbps的数据传输。
- 器件符合国际通信规范，包括FCC、CENELEC和ARIB。
- 该高度集成的SoC采用为网络中其它设备供电的电力线实现可靠的数据通信，从而可以节省空间、降低成本、缩短上市时间。
- MAX2990理想用于自动抄表、电能管理和负荷控制、照明控制以及楼宇、工业和家庭自动化等应用。
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SUNNYVALE，CA。2008年5月23日。Maxim Integrated Products (PINK OTC MARKETS: MXIM)推出基于OFDM的电力线通信(PLC)调制解调器MAX2990。该器件采用先进的宽带通信技术，可通过交流和直流电力线进行低成本的双向数据通信，传输速率高达100kbps。器件使用现有的电力线，因而可减少网络节点之间连接的外部电缆。
MAX2990支持10kHz至490kHz的宽频率范围，符合国际电力线通信规范，包括CENELEC、FCC和ARIB。该高度集成的SoC是自动抄表(AMR)、电能管理和负荷控制、照明控制以及楼宇、工业和家庭自动化等需要高速长距离数据通信应用的理想选择。
采用现有的电力线通信面临的挑战
电力线网络是迄今为止世界上最大的网络。使用电力线通信的想法最早可追溯至1920年，当时安装在专用线缆上的通信设备数量远远多于目前在交流电力线上安装的设备数量。
电力线对环境很敏感。10kHz至500kHz的低频区域很容易受串扰、背景噪声、脉冲噪声和群延迟等的影响。图1所示为典型电力线通道的平均噪声。
为克服这些挑战，很多公司尝试了多种不同的调制技术，如：扩展频谱以及其它窄带方法。但是没有一个方案能够达到目前应用所需的长距离、高速可靠的数据通信要求。
OFDM和先进的网络技术保证了可靠的数据通信
Maxim利用先进的宽带通信技术，解决了许多PLC固有的问题。MAX2990采用具有DBPSK调制和前向纠错(FEC)功能的OFDM技术，能够在存在窄带干扰、群延迟、信号阻塞、脉冲噪声和选频衰减等干扰的情况下进行可靠的数据通信。MAX2990因而成为业内仅有的能够在10kHz至490kHz频率范围内传输数据的宽带PLC芯片。
先进的网络技术保证了高度安全的可靠通信网络。具体来说，用CSMA/CA方法控制多节点分布网络中的数据流，自动重复请求(ARQ)功能保证可靠的数据包发送和接收。MAX2990还集成了快速DES加密/解密协处理器，以增强数据安全性。
采用改进的带宽技术极大地提升了数据恢复功能
图2对窄带技术FSK和宽带技术OFDM进行了比较。这两种技术的区别在于用于数据传输的符号(符号是同一时间传输数据的最小单元)频点数量。该图说明了OFDM技术比窄带方法能更有效地利用带宽，允许在一个给定带宽内传输更多的频点。
OFDM系统具有更多数量的信号频点，因而MAX2990能够完成诸如Reed Solomon和卷积编码等数据恢复算法。这些先进的通道译码技术提供纠错位，能够在不同的频点上与数据同时传输，以提高数据恢复能力。这种OFDM性能使MAX2990成为业内最可靠的PLC调制解调器。
高速数据通信时的优异性能
评估调制解调器时，最重要的一个因素是在给定信噪比(SNR)条件下的误码率(BER)。BER为在特定噪声级别下，错误比特数与传输总比特数的比值。
典型的FSK系统在~2kbps数据速率、12dB SNR条件下具有~104的BER，MAX2990在10kHz至95kHz的Cenelec波段、~32kbps的数据速率、~4dB SNR条件下可达到相同的BER。所以，采用具有纠错的OFDM技术能够在更高的数据速率下提升~8dB的性能。
为进一步提升性能，MAX2990在输入信号的变化超过预先设定的门限时(如：SNR级别、输入波动级别以及带内频点幅度减小的情况下)自动进入可靠模式。该模式下，SNR可以提高~5dB，但此时的数据速率较低。
样品和更多信息
MAX2990在单个芯片内集成了物理层(PHY)和媒体访问控制(MAC)层，以及Maxim的16位RISC MAXQ®微控制器。MAX2990具有32kB的闪存，用于运行MAC编码和用户定义的应用软件，器件还带有8kB的SRAM用于数据存储。此外，MAX2990支持通过UART、SPI™和I²C等串行接口与电力线和网络上的其它设备进行通信。详细信息请参考图3。
MAX2990提供64引脚LQFP封装，工作在-40°C至+85°C扩展级温度范围。芯片起价为$8.50 (1000片起，美国离岸价)。欲获取更多信息，请访问：www.maxim-ic.com.cn/PLC-Modem。
MAX2990的主要特性
- 集成物理层(PHY)和媒体访问控制(MAC)层
- 内置具有32kB闪存和8kB SRAM的微控制器
- 正常模式下最大有效数据速率：32kbps (10kHz至95kHz)和100kbps (10kHz至490kHz)
- 符合：
- CENELEC (10kHz至140kHz)
- FCC (10kHz至490kHz)
- ARIB (10kHz至450kHz)
- 包含前向纠错(FEC)机制和CRC16和CRC32校验功能
- 包含快速DES引擎，用作加密/解密协处理器
- 对FCC和ARIB具有阻塞消除功能
- 用户可定义工作频率的起始点和结束点
- CSMA/CA通道访问仲裁和ARQ
- 支持SPI、I²C和UART接口
- 实时时钟(RTC)
- PWM计数器用于诸如LED亮度控制等应用
Maxim Integrated Products是一家设计、生产高性能半导体产品的上市公司，年销售量超过20亿美元。公司成立25年来不断创新，始终致力于为客户提供具有高产品附加值的模拟和混合信号设计方案。迄今为止，Maxim的产品种类超过5600种，广泛应用于工业、通信、消费类电子以及计算处理等领域。欲获取更多信息，请访问www.maxim-ic.com.cn。
图1. http://www.maxim-ic.com.cn/MAX2990-Fig1
图2. http://www.maxim-ic.com.cn/MAX2990-Fig2
图3. http://www.maxim-ic.com.cn/MAX2990-Fig3
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