电力线通信技术及其应用

?电网技术?

电力线通信技术及其应用

甘　武,孙云莲,邓宏伟

(武汉大学,武汉市,430072)

[摘　要]　电力线通信(PLC ),是指利用电力线传输高频数据和话音信号的一种通信方式。PLC 以其广阔的资源、与

家庭的紧密结合等优势得到快速发展。利用PLC 技术可将电脑、电话、音响、电冰箱等家用电器连成一体,实现集中控制,也可以连接多台电脑,组建、实现家庭局域网,还可以实现高速上网。目前电力线上网在我国还在试验阶段,它的潜在市场是巨大的。

[关键词]　电力线通信　网络体系结构　电磁兼容　管制

中图分类号:TN915.853　文献标识码:B 文章编号:1000-7229(2004)11-0028-03

Power Line Communication Technology and Its Application

G an W u ,Sun Yunlian ,Deng Hongwei

(W uhan University ,W uhan City ,430072)

[Abstract]The power line communication (PLC )means a kind of communication m ode which uses the power line to transmit the HF data and acoustic signals.The PLC network expands quickly because of its abundant network res ources and strong link with family life.Application of PLC technology can unite the computer ,telephone ,acoustic device ,refrigerator and other household applicants together for central control ,als o link with many comput 2ers to establish home local network.The PLC network is under test stage in China at present and it has a great latent market.[K eyw ords]power line communication ;network system structure ;electromagnetic compatibility ;control

电力线通信(PLC ),是指利用电力线传输高频

数据和话音信号的一种通信方式。它在不需要重新布线的基础上实现上网、打电话和有线电视等多种应用,用户可以通过房间里面的任意一个电源插座上网,实现家庭的移动办公。利用PLC 技术可将电脑、电话、音响、电冰箱等家用电器连成一体,实现集中控制,也可以连接多台电脑,组建、实现家庭局域网。作为一种新的家庭联网和宽带接入技术,PLC 引起了人们极大的关注。

入户的线路,除了电话线和有线电视电缆,就是电力线。其中电力线是普及最广的线路,进入家家户户,几乎每间房间都有电源插座。因此,电力线网就是一个现成的局域网,整个低压配电网的网络结构(包括户外电缆)非常适合互联网接入,能够提供最后1km 的解决方案,从而与电话网进行竞争。在一些不发达国家,许多家庭还没有敷设电话线和有线电视电缆,电力线则成了唯一可选的通信载体。

对于家庭联网来说,连接信息家电的基础设施必须易于安置、安装维护费便宜并且性能良好。典型的高性能网络对日常生活用途来讲过于复杂。尽管目前已有多种技术可用于家庭联网,如以太网通过在住家内敷设5类通信线联网。但安装复杂,且需要新建网络。用电话线也可以建网,但因受电话线插口的限制,建起的网络会失去移动性。直接使用住家内的电力线与电源插座作为数据通信的载体,便可以克服这些缺陷。

用电力线作为网络基础设施相对于其他技术有其优点。首先,由于信息家电可以通过电力线进行通信,故不需另外布线。其次,在住家内通常有多个接入点(电源插座),PLC 技术可以为用户建一个家庭局域网,把PC 机、打印机、扫描器以及他们想连接的任何设备连接起来。按HomePlug 1.0标准的规定,电力线通信可以提供14Mb/s 的数据速率,足够信息家电日常使用。将来的PLC 还可能

收稿日期:2004-05-30

作者简介:甘武(1978-),男,硕士研究生。

孙云莲(1962-),女,博士生导师,从事电力系统通信研究。

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82?第25卷　第11期

2004年11月

电　力　建　设

Electric Power Construction

Vol.25　No.11

Nov ,2004　

提供100Mb/s 的速率来支持高质量数字多媒体应用。

PLC 技术最先是由瑞士Ascom 公司提出的,利用类似cable modem 的方式通过电力线提供宽带数据业务,利用直接与插座相连的现有电力线进行通信[1]。

1　电力线通信网网络体系结构

为了桥接变电站至用户住宅电气插座的最后1km ,必须把低压配电网分成室外PLC 和室内PLC 2部分。这是因为整条通路的衰耗通常非常高,在满足电磁兼容(EMC )要求的情况下,只有大约10%

的用户可以直接由单跳链路来服务。图1所示的PLC 系统是一个集中式的主/从体系结构,室外部分包括从变电站到住家接入点(HAP )的公共区域,室内部分系指从HAP 到家里电气插座的私人区域[2]。这种结构反映了电力线网络拓扑和点到多点网络流向的特性。室外主控器(OM )通常安装在变电站,它控制用户住宅的室外接入点(OAP )。为了覆盖远地的建筑,还包括一个室外中继器(OR )。在每一住宅内,都有1

个独立的室内PLC 部分,它由室内控制器(IC )进行控制。IC 的控制对象是室内适配器(IA ),IA 给最终用户提供标准网络接口(如以太网、UBS 和模拟电话线等接口)。室内PLC 和室外PLC 通过OAP 与IC 之间的以太网链路进行连接。OM 为主干连接提供以太网接口,主干连接普遍使用光纤和数字用户线(DSL )。对于不具备电信基础

设施的变电站,可以使用中等电压PLC 作为顶替方案。

图1　PLC 网络的系统组成

室外PLC 使用1～10MHz 的低频段,而室内PLC 使用15～30MHz 的高频段。每一频段能容纳3个载波,每个载波带宽约为2MHz 。载波频率的分配基于以下考虑:(1)与原有重要的广播与业余

无线电业务共存;(2)频率低意味线路衰耗小,适宜于室外使用,可以覆盖较大距离;(3)室外与室内系统的使用频率要有足够隔离,使室内、外系统在非常靠近时(例如OAP 与IC )不用协调即能同时工作;(4)室内距离一般短于室外距离,故室内可以使用较高的频率,此外,电气设备在较高频率时产生的信道噪声比低频时小得多;(5)由于在高频时不同相之间的串话特性较好,每一相的信号质量几乎相同

,故室内系统的性能较少受服务于IA 的其他相或网络分支的影响。

2　电力线通信的应用

本文以北美住家的电力线通信网拓扑为例(见图2)来说明PLC 的应用[2]。由图2可见,它是一种类似树状的拓扑。一般有2条电力线干线:一条是110V 的,另一条是220V 的。每条干线分为若干支线。PLC 的目的是在这些支线和干线上传输数据分组。

图2　北美住家电力线通信拓扑图

PLC 应用形式多种多样。例如,当数字电视上

出现商业广告时,可以通过电力线把产品信息下载

到计算机上,此后,还可以计算机向供货商发送订购信息或者去浏览产品网页,获得更详细的信息。通过电力线还可以把音乐或视像节目录制下来,当在

电视上或在一个音乐频道上播放音乐时,可以通过电力线直接把音乐录到MP3播放器上,也可把数字

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92?第11期电力线通信技术及其应用

视像直接录入PC机或数字录像机(VCR)内。还有,电冰箱可以根据冰箱内的库存情况通过电力线订购食品,微波炉能向空调发送预计的环境温度变化信息,让空调重新调节温度,保持室温舒适。

PLC的应用并不局限于新式信息家电。作为家庭网络,PLC非常便于在传统数据处理设备(如PC 机等)与计算机外设之间交换数据。此外,信息家电也可与计算机进行对话,利用PLC可以很方便地从电视机或VCR向PC机发送多媒体数据。PLC还可以用于住家安全方面,可以把门口监控摄像机获得的图像送至电视机。

为了通过DSL或cable modem之类的宽带连接实现高速上网,可以在PLC网中添加一个互联网路由器。当某设备需要与互联网上其他设备进行通信时,通过电力线向计算机发送数据,然后由计算机决定是否向互联网发送数据。另外,可以利用外部配电线让PLC家庭网络直接与其他住家、电厂对话。由于不需要额外的支出,这种用于互联网接入的网络基础设施对发展中国家特别有吸引力。

3　电力线通信的电磁兼容问题

电力电缆是为50Hz或60Hz低损耗输电设计的,当把它们用于PLC时,意味着必须传送9kHz～30MHz频率之间的信号。对在这些频率上的信号,电力电缆会有泄漏,部分高频信号功率会以电磁波的形式辐射出去。电力线信道好像一个开放的无线信道,要蒙受噪声、衰落、多径和干扰,同时也会干扰其他信号。当PLC系统得到广泛使用时,除了使用相同频率的相邻PLC系统之间会相互干扰(即小区间干扰)以及会产生保密问题之外,PLC系统还会对其他无线电通信造成干扰。因此,PLC系统除了要克服自身信道缺陷外,EMC是PLC能否得到推广应用的主要问题。

受PLC辐射影响较大的主要是短波无线电通信,为了把PLC辐射减至最小,可采取以下2个措施:(1)充分利用或改善用于PLC的电力线的对称性;(2)减小PLC信号的功率谱密度(PSD)。

4　对电力线通信的管制

PLC的辐射必须符合相关的EMC标准,基本上有2种标准:

(1)国际无线电干扰专门委员会(CISPR)等机构制定,国际电工委员会(IEC)发布的标准,通常被采纳为国家法规。

(2)在CISPR标准没被采纳为国家法规的情况下,由有关国家的管制当局制定相应法规,填补空白。

现存的传统PLC标准都是针对用于控制、监视和开关的简单系统而制定的。所占频谱最高525 kHz,一般通过限制馈入电源网的最大输出电压来限制不希望的辐射。但用于数据传输的PLC接入系统的频率范围要大得多,目前尚无标准。CISPR 中最近有关PLC标准的版本是CISPR22,它规定了对IT设备的限制,并明确区分电源端口和电信端口。但是在PLC中,电源与通信用的是同一端口,故CISPR22在PLC的测试应用方面还存在较大问题,现正努力在CISPR22中定义多用途端口,以形成实际可行的方案。

欧洲比较关注CISPR的活动,现在欧盟成员国都把CISPR发布的文件作为重要法规。美国对PLC的管制由FCC Part15制定。在日本,PLC只允许工作在10～450kHz频率范围内,并对发送电平和使用场合作了详细规定。

5　发展现状与应用前景

目前,PLC技术正在准备走向商用,全球有若干种PLC系统在进行现场试验,尤其在德国、西班牙、法国、奥地利和瑞士都开始了大规模的现场铺设。2002年8月,香港PowerCom Network公司成立,与Hutchison G lobal Crossing公司合作开发专有的PLC 服务。中国国家电力通信中心自2001年12月开始进行电力线上网的小规模试验工作,所用设备(电力猫等)由福建省电力试验研究院提供[3]。

PLC网络除了完成家庭联网外,还能实现高速上网。各住家网络被接至变电站,在那里再通过电力线modem终端把各家PLC网络连接到互联网的骨干网。各家的PLC网关可以安装在各家的熔丝盒里。网关可能连接1个或几个用来增强信号强度的中继器。预计当调制技术得到进一步改进之后,未来的电力线网络可以以更高的速率传送数据。当然,目前在网络安全和网络性能等方面还有不少问题有待解决,特别是当把电力线网络应用于办公室和公寓大楼时在节点数量大大增加的情况下,解决这些问题就越发重要。

电压不稳定对电力线上网有很大的障碍,主要是用电负荷高峰期影响稳定性。每到晚上家庭用电高峰期,通过电力线上网速度就比较慢。同时,国内

(下转第43页)

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?电　力　建　设第25卷

聚结盘片是EPS(Egg-Shaped Separator)填料,它是由多个凸处打有出油孔、凹处打有出水孔的蛋托式盘片,按一定的间隙上下整齐排列而成的工作填料。它具有降低油的上浮时间和缩短水的下沉时间的功能,缩短后所需时间仅为通常所需时间的数百分之一。含油废水通过装有EPS填料时,油粒由小变大,从而更容易实现油水分离,EPS填料利用油水混合液的密度不同,形成的浮力差而引起的油粒上浮速度,正好服从斯托克斯(STO KES)定律。即油粒上浮速度与油粒粒径的平方成正比。如果在油水混合液沉降之前使油珠的粒径增大,则可大大提高油粒的上浮速度,同时使污水的向下流速增大,油水分离效率显著提高。油水混合液在矩形槽内,通过多个以一定间隙排列的众多的蛋托形盘片,使油上浮,集结于蛋托形盘片凸处,通过油孔浮于水面,而集结于凹处的水,则下沉落入沉降区。EPS填料能达到的参数:当变压器油的相对密度为0.9时,其分离率大于90%,但应及时排除稠油,以求减少体积、节约废油处理费用。

不同密度差的液体,分离效率服从“浅池”理论,它只与油滴的沉降速度和浮升沉降面积有关,而与浮升沉降高度无关,这就可以利用斜板、斜管处理技术。板距或蜂窝直径越小,在相同的处理量下,可以去除粒径越小的油滴,达到增加除油和水沉降的效率。按斯托克斯定律,强化油水重力分离的另一途径是增加油粒的粒径,即利用聚结技术,安装小孔侧向斜管可以同时实现这2个目的,在油水分离过程中缩短了油滴上浮距离,通过斜管内部特殊结构促进再凝聚和续凝过程,促进油滴的上浮速度。整流所采用的材料是改性聚丙烯正六角蜂窝斜管,为混合液创造了层流条件,增加了沉淀面积、缩短沉降距离,促进斜管内的再凝聚和续凝的进一步扩大,提高浮升及沉降速度。六角斜管内切圆孔径为<25 mm、倾斜度为60°,布置时垂直方向的倾斜角度反向设置。

从经济角度来看,1座500kV变电所配备的事故油池,若采用新工艺可节约土建费用3万元,增加聚丙烯蜂窝斜管费用约4000元,EPS填料费用约5000元,可节约2万多元,并节省了占地。具有很高的推广应用价值。特别对于地质条件差、地下水位高的厂所,更具有显著的经济效益。

(责任编辑:李连成)

(上接第30页)

该技术是通过单元楼共享带宽技术,用户上网时的速度,取决于当时会有多少用户上网。如果很多用户同时上网,传输速度相对就较慢。因电力网使用的大多是非屏蔽线,用它来传输数据不可避免地会形成电磁辐射,影响数据的保密性,同时会对其他无线通信,如公安、军事部门的通信造成干扰。此外,电力线上网在网络管理维护上也有麻烦。中国还没有制订出自己的电磁辐射标准,因此现在难以给PLC以合法身份。

目前电力线上网在我国还在试验阶段,电力线上网作为一种新出现的上网方式,信息产业部允许它在一定范围内做试点,像电力小区、电力家属院,但在电力线上网经营者没有取得许可证之前,不允许进行大规模商业运作。

2004年3月,国家电力通信中心的下级企业中电飞华作为宽带市场的新兴力量,悄悄潜入了北京100多个社区,开始提供宽带试运营业务,运行良好。

在今后5年内,如果电力公司采取行动大力推动的话,PLC的地位就可能上升到目前DSL和cable modem所处的地位,因此它的潜在市场是巨大的。

6　参考文献

1　Lin Yuju,Latchman A H,Lee Minkyu et al.A Power Line Commu2 nication Network Infrastructure for the Smart Home[J].IEEE W ireless Communications,2002,9(6):104～111

2　Liu W eilin,W idmer Hanspeter,Raffin Philippe.Broadband PLC Ac2 cess Systems and Field Development in European Power Line Net2 works[J],IEEE Communications Magazine,2003,41(5):114～118

3　邹志威,陈启美,左雯.跻身未来的电力线通信(一)回顾与展望.

电力系统自动化,2003,27(3):72～76

(责任编辑:李汉才)

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第11期变压器事故油池的优化设计

1.窄带电力线通信技术： 1）中压窄带载波一般采用10-500KHz频段 2）速率150-2400bps，采用OFDM调制可达100kbps以上 3）传输距离较长，架空线路距离大于10km 4）调制技术FSK、PSK，新型技术采用OFDM 近年来，随着低压电力线载波通信技术逐步完善，国内有十余家企业专注于技术开发和应用，采用 的技术主要有扩频加窄带频移键控（FSK）、扩频加窄带相移键控（PSK）、正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）等，在用电信息采集、智能家居能源管理、楼宇监视和路 灯控制等领域均有大规模的应用。 国内比较主流的低压电力线窄带载波通信技术方案及应用如错误！未找到引用源。所示： 表 1国内比较主流的低压电力线窄带载波应用现状 除了以上低压电力线载波通信方案，近两年在国家电网集中招标中也出现过100kHz、175kHz、300kHz 等多种频率方案，由于大部分通信厂家采用各自的企业标准，频率选择、调制方式、传输技术及组网技 术各有特点，难以实现互操作问题。 国内窄带电力载波通信技术发展现状 一、国内现有载波通信技术特点 现有的低压载波通信芯片的技术特点可以从调制方式、传输速率、通信频率、通信功率、EMI标准、

芯片技术等方面来分析。 1.调制方式与传输速率 目前电力线载波通信常用的扩频技术主要有：直接序列扩频、线性调频Chirp和正交频分复用OFDM 等。此外，跳频FH、跳时TH以及上述各种方式的组合扩频技术也较为常用。 国内载波通信产品主要采用直接序列扩频技术。其中 东软为FSK，15 位直序列扩频通信； 福星晓程DPSK 63 位直序扩频； 弥亚微为QPSK扩频调相、过零同步、分时传输； 鼎信为二进制连续相位移频FSK，过零同步、分时传输。 上述各家的扩频技术各有不同特点。对载波通信芯片性能最直接影响在于可靠性和传输速率。 目前这四家中，传输速率分别为： 弥亚微，同时提供200、400、800、1600bps四种可变速率； 东软：330bps； 福星晓程：250/500bps； 鼎信：100bps。 按照现阶段现场实际应用状况来看100至500bps速水平仅能用于普通抄表功能，如果涉及到远程控制（断送电）和管理功能则需要提供更高速率保证。 2.通信频率 关于通信频率，在美国由联邦通信委员会FCC规定了电力线频带宽度为100~450kHZ；在欧洲由欧洲电气标准委员会的EN50065-1规定电力载波频带为3~148.5kHZ。这些标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著的贡献，目前全球AMR系统均采用该频段标准。 国内载波通信芯片中符合欧洲标准的为2家，分别是福星晓程120KHz和弥亚微57.6KHz/76.8KHz/115.2KHz三种可选。 3.通信功率及EMI指标 国内东软、福星晓程、鼎信等多数载波通信方案为了针对国内电力信道环境中的衰减，均采取加大通信传输功率等做法。在实际产品化的过程中，基本上做到3W至5W，有的电表厂甚至做到了8W，这种做法是绝对不可取的。 首先，这种做法导致电表产生的功耗损失无疑增加的线损，造成大量的能源浪费，这也有悖于国网公司上集抄系统的初衷； 其次，如此大的功率传输将会严重污染电力线信道环境，我们原来是恶劣的电力线信道环境的受害者，现在却也能成为最大的制造者。 就目前研究了解的情况，国内只有弥亚微的载波芯片Mi200E采取低功耗设计。其发送信号时的功率仅为0.4W，在保证可靠的通信性能的同时该芯片EMI等相关指标满足欧洲标准。 4.芯片技术 严格意义上讲，国内载波通信方案供应商并不完全都是芯片设计研发企业，像东软和鼎信均是采用MOTROLA的MC3361＋单片机通过软件完成物理层、MAC层、网络层的模式。其优点是降低了研发难度，但该模式会导致其核心技术（相关软件）容易泄密或被解密，安全性值得探讨。福星晓程和弥亚微均是完全自主开发的载波通信芯片产品。 二、国内载波芯片产品分析

什么是PLC? 通常，我们上网的方式一般有：利用电话线的拨号?xdsl方式；利用有线电视线路的cable modem方式，或利用双绞线的以太网方式。 现在，我们又多了一种更方便，更经济的选择：利用电线，这就是plc！plc的英文全称是power line communication，即电力线通信。通过利用传输电流的电力线作为通信载体，使得plc具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.5~45mbps的高速网络接入，来浏览网页?拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据?语音?视频，以及电力于一体的"四网合一"！另外，可将房屋内的电话、电视、音响、冰箱等家电利用plc连接起来，进行集中控制，实现"智能家庭"的梦想。目前，plc 主要是作为一种接入技术，提供宽带网络"最后一公里"的解决方案，适用于居民小区，学校，酒店，写字楼等领域。 plc的技术原理 plc利用1.6m到30m频带范围传输信号。在发送时，利用gmsk或ofdm调制技术将用户数据进行调制，然后在电力线上进行传输，在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5m~45m之间。plc设备分局端和调制解调器，局端负责与内部plc调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时，来自用户的数据进入调制解调器调制后，通过用户的配电线路传输到局端设备，局端将信号解调出来，再转到外部的internet。典型的plc网络如下图： plc的优点

1．实现成本低由于可以直接利用已有的配电网络作为传输线路，所以不用进行额外布线，从而大大减少了网络的投资，降低了成本。 ２．范围广电力线是覆盖范围最广的网络，它的规模是其他任何网络无法比拟的。plc 可以轻松地渗透到每个家庭， 为互联网的发展创造极大的空间。 3．高速率 plc能够提供高速的传输。目前，其传输速率依设备厂家的不同而在 4.5m~45mbps之间。远远高于拨号上网和isdn，比adsl更快！足以支持现有网络上的各种应用。更高速率的plc产品正在研制之中。 4．永远在线 plc属于"即插即用"，不用烦琐的拨号过程，接入电源就等于接入网络！ 5．便捷不管在家里的哪个角落，只要连接到房间内的任何电源插座上，就可立即拥有plc带来的高速网络享受！ plc的应用 1．可以为用户提供高速internet访问服务、话音服务，从而为用户上网和打电话增加了新的选择。 2．通过与控制技术的结合，为在现有基础上实现"智能家庭"提供有力支持。利用电力线路为物理媒介，可将遍布住宅各角落的信息家电、pc等连为一体，接入internet，实现远程、集中的管理控制。 3．不用额外的布线，就可将家中的多太电脑连接起来，组建家庭局域网。 4．实现远程水、电、气等的自动抄表，一张收费单就可解决用户生活中的所有收费项目。 5．利用plc的"永远在线"特点，构件防火、防盗、防有毒气体泄露等保安监控系统和医疗救护系统。 主要介绍PIC技术在智能家居系统中的运用，给出PLC网络化控制系统的结构．描述智能家居系统控制端设备和局端设备的设计方法．以厦设备的电磁兼容性。该系统实现了家电智能 控制、安防控制和上网功能。 目前，中国的智能家居系统以智能安防为主，正逐渐向家电的网络化控制延伸。如何更有效地解决安防、家电智能控制、上网等问题，逐渐成为研究的热点。电力线通信(Power Line Communication，PLC)，是指利用中、低压电力线作为通信介质，实现数据、语音、图像等综合业务传输的通信技术。利用PLC实现智能家居的网络化控制无需架线，不破坏住宅结构，连接方便、快捷，是智能家居网络化控制的理想选择。本系统采用Intcllon公司的INT5200芯片作为电力载波芯片，网络数据由与家电设备相连的电力线传送，并通过HomePlug协议实现交互，采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交频分复用技术进行调制解调，从而实现家电控制、PLC上网和家庭安防。

摘要 电力线载波通信是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。这次的课程设计通过电力线在波芯片设计一个电力线载波通信系统。 电力线载波通信具有广阔的应用前景但由于电力线的噪声和干扰对信道的污染很大，严重影响了低压电线载波通信的质量。本文就电力线载波通信的优点缺点及发展现状进行了讨论，并分析了电力信道的噪声分类，特性及对我们信号的影响。以及我们对噪声的滤波耦合等。并且详细的介绍了电力线载波通信的具体实现形式方法和步骤最终形成一个系统达到我们的要求。 课程设计选用青岛东软的SSC1641的电力线载波芯片该芯片具有调制解条，a/d，d/a通信的功能，该芯片直接对信号数字信号处理，极大地提高了通信的可靠性。文中包括了他的外围电路，信号放大，耦合，滤波等最终实现功能。 实现了接收电力线的含有噪声的信号，然后对这个信号滤波模数转换等处理后通过串行通信的方式发送到过单片机，单片机经过数据处理后通过LCD1602显示出来，并且也通过串行通信发送到PC机显示出来。PC机或开关电路输入信号经过SSC1641处理后通过电力线发送。这样一个系统阶完成了接收与发送信号，形成了一个通信系统。 关键字：电力线载波通信系统SSC1641 调制解调 1、绪论 1.1设计任务及要求 电力线载波通信系统设计基本要求：下图一个电力线载波通信模块的结构组成，请看懂，并查阅资料了解电力线载波通信的原理和电力线载波芯片的技术资料。根据系统结构，完成载波芯片外的其他器件选型、配套硬件电路设计（包括原理图、PCB图）、软件设计和仿真调试。系统至少具备以下特性： 1）开关量输入和输出各5路； 2）系统24V供电； 3）具有通信状态指示功能； 4）有232、485或USB有线通信接口； 5）断电继续工作能力； 6）其他自己发挥的功能。

ATC 系统中采用电力线载波通信技术的研究 摘要介绍了正交频分复用(OFDM) 的基本原理, 并结合城市轨道交通 A TC 系统的特点,提出了利用基于OFDM 的电力线载波通信技术在接触网上实现信息传输的思路。 关键词列车自动控制,电力线载波通信系统,正交频分复用 在城市轨道交通列车自动控制(A TC) 系统中, 通常利用轨道电路传输信息。由于钢轨不是理想的信息传输通道,信息容量、传输速率受到了限制。本文提出了利用正交频分复用(OFDM) 的电力线载波通信技术在接触网上实现信息传输的思路。 1 OFDM 的基本原理 OFDM 是一种多载波调制技术(MCM) ,可以在强干扰环境下高速传输数据。传统的数字通信系统将符号序列调制在一个载波上进行串行传输, 每个符号的频谱占用信道的全部可用带宽。OFDM 则并行传输数据,采用频率上等间隔的N 个子载波构成,它们分别调制一路独立的数据信息,调制之后N 个子载波的信号相加同时发送。因此每个符号的频谱只占用信道全部带宽的一部分。在OFDM 中,通过选择载波间隔,使这些子载波在整个符号周期上保持频谱的正交特性,各子载波上的信号在频谱上互相重叠;接收端利用载波之间的正交特性,可以无失真地将接收到的信号还原成发送信息,从而提高系统的频谱利用率。 图1 正交频分复用OFDM 的基本原理 因此,OFDM 系统的调制和解调过程等效于离散付氏逆变换(IDF T) 和离散付氏变换(DF T) 处理,实际上系统通常采用DSP 技术和FFT 快速算法来实现。 由于OFDM 系统的符号周期延长了N 倍,增强了其消除码间串扰的能力。在数字基带调制部分,可以根据子信道特性采用不同的调制方式(如BPSK,QPSK ,QAM , TCM 等) 。如果某个频段信号衰减严重,发送端还可以关闭该频段的子载波, 实现信道自适应均衡。通过采用信道编码技术, OFDM 还可以进行前向纠错(FCC) 。2 在A TC 系统中采用OFDM 技术 城市轨道交通对列车速度控制提出很高的要求,要达到安全性、可靠性、适用性和经济 性的目标,还要考虑到迅速、准确和价格合理等因素。这需要列车、沿线、车站、控制中心的人员和设备之间的组织协调。采用OFDM 调制技术实现电力线载波高速数据传输,为城市轨道交通信号系统(见图2) 提出了一种新思路。与其它电力通信方式不同的是,它利用给列车供电的接触网(直流1 500 V/ 750 V) 进行通信。 牵引供电回路由牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、钢轨与大地、回流线等构成。牵引变电所两侧的接触网电压相位不同相,分相绝缘。相邻牵引变电所间的接触网电压一般为同相的,其间除用分相绝缘器隔离外,还设置了分区亭。通过分区亭断路器(或负荷开关) 的操作,实行双边(或单边) 供电。接触网一般在线路中心上方,利用接触网上传输的信息可以检测列车占用线路状况。

电力线高速数据通信技术，简称PLC或PLT，是一种利用中、低压配电网作为通信介质，实现数据、话音、图像等综合业务传输的通信技术，不仅可以作为解决宽带末端接入瓶颈的有效手段，而且可以为电力负荷监控、远程抄表、配用电自动化、需求侧管理、企业内部网络、智能家庭以及数字化社区提供高速数据传输平台。 PLC按应用的配电网电压等级划分为低压PLC和中压PLC。低压PLC利用低压(220V/380V)电力线作为传输媒介，为用户提供Internet接入、家庭局域网、远程抄表、智能家居等应用。中压PLC 利用中压（10KV）电力线作为通信链路，为接入骨干网、配电网自动化、用户需求侧管理及农村电话等应用提供传输通道。 近10年，特别是2000年以来，由于人们对带宽需求的不断增长，包括ADSL、PLC技术在内的宽带接入技术得到了快速发展。特别是PLC技术，由于充分利用最为普及的电力网络资源，建设速度快、投资少、户内不用布线，能够通过遍布各个房间的电源插座进行高速上网，实现“有线移动”，具备了其它接入方式不可比拟的优势，受到国内外的广泛关注。 二、PLC技术的发展现状 （一）国外发展现状 目前国际上专用PLC调制解调芯片主要有：以色列Yitran公司传输速率为2.5Mbps的芯片、美国Intellon公司14Mbps芯片、西班牙DS2公司45Mbps和200Mbps芯片，其中美国Intellon公司14Mbps 芯片应用最为普遍，大部分PLC系统都是基于该芯片开发的。近期，

美国Intellon公司推出了芯片速率为85Mbps的样片，法国Spidcom 公司也开发了224Mbps芯片，正在测试之中。 欧盟为促进PLC技术的发展，从2004年1月1日开始启动了一个称之为OPERA（Open PLC European Research Alliance）的计划，旨在联合欧洲的主要PLC研究开发力量致力于制定欧洲的PLC统一技术标准、推动大规模商业化应用，并将PLC作为实现“eEurope”（信息化欧洲）的重要技术手段。美国联邦通信委员会（FCC）一直在鼓励启用新的基于现有设施的宽带平台，促进美国的宽带业务。2004年2月12日，FCC批准对某些技术规则的修改意见，目的是通过促进电力线宽带接入技术的推广应用，把美国电力网的巨大潜力利用起来。美国、欧洲等国许多大的电力企业也积极进行中压及低压PLC 的试验，美国的Cinergy 等17家电力企业、德国、奥地利、西班牙等15个欧洲国家的32个电力企业建立了PLC试验网络，有的还进行了PLC商业化运营，如德国的MVV等。亚洲开展PLC研究和试验的国家和地区除中国大陆外，还有日本、韩国、新加坡、中国香港、中国台湾等地，日本对PLC的态度，经历了从初期怀疑否定、到开放试验、直至今日的积极推动的三个阶段。目前日本的东京电力、新加坡电力、香港中华电力等建立了一定规模的试验网络。据不完全统计，截止2004年年底，PLC的试验网络遍及欧洲、亚洲、北美洲、南美洲、非洲以及大洋洲的40多个国家和地区。 （二）国内PLC技术的研发及应用 国外在电力线通信技术方面的进展，引起了国家电力公司的高

电力线通信(PLC)技术的应用及未来 电力线高速数据通信技术，简称PLC或PLT，是一种利用中、低压配电网作为通信介质，实现数据、话音、图像等综合业务传输的通信技术，不仅可以作为解决宽带末端接入瓶颈的有效手段，而且可以为电力负荷监控、远程抄表、配用电自动化、需求侧管理、企业内部网络、智能家庭以及数字化社区提供高速数据传输平台。 PLC按应用的配电网电压等级划分为低压PLC和中压PLC。低压PLC利用低压(220V/380V)电力线作为传输媒介，为用户提供Internet接入、家庭局域网、远程抄表、智能家居等应用。中压PLC利用中压（10KV）电力线作为通信链路，为接入骨干网、配电网自动化、用户需求侧管理及农村电话等应用提供传输通道。 近10年，特别是2000年以来，由于人们对带宽需求的不断增长，包括ADSL、PLC技术在内的宽带接入技术得到了快速发展。特别是PLC技术，由于充分利用最为普及的电力网络资源，建设速度快、投资少、户内不用布线，能够通过遍布各个房间的电源插座进行高速上网，实现“有线移动”，具备了其它接入方式不可比拟的优势，受到国内外的广泛关注。 二、PLC技术的发展现状 （一）国外发展现状 目前国际上专用PLC调制解调芯片主要有：以色列Yitran公司传输速率为2.5Mbps的芯片、美国Intellon公司14Mbps芯片、西班牙DS2公司45Mbps 和200Mbps芯片，其中美国Intellon公司14Mbps芯片应用最为普遍，大部分PLC系统都是基于该芯片开发的。近期，美国Intellon公司推出了芯片速率

为85Mbps的样片，法国Spidcom公司也开发了224Mbps芯片，正在测试之中。 欧盟为促进PLC技术的发展，从2004年1月1日开始启动了一个称之为OPERA（OpenPLCEuropeanResearchAlliance）的计划，旨在联合欧洲的主要PLC研究开发力量致力于制定欧洲的PLC统一技术标准、推动大规模商业化应用，并将PLC作为实现“eEurope”（信息化欧洲）的重要技术手段。美国联邦通信委员会（FCC）一直在鼓励启用新的基于现有设施的宽带平台，促进美国的宽带业务。2004年2月12日，FCC批准对某些技术规则的修改意见，目的是通过促进电力线宽带接入技术的推广应用，把美国电力网的巨大潜力利用起来。美国、欧洲等国许多大的电力企业也积极进行中压及低压PLC的试验，美国的Cinergy等17家电力企业、德国、奥地利、西班牙等15个欧洲国家的32个电力企业建立了PLC试验网络，有的还进行了PLC商业化运营，如德国的MVV等。亚洲开展PLC研究和试验的国家和地区除中国大陆外，还有日本、韩国、新加坡、中国香港、中国台湾等地，日本对PLC的态度，经历了从初期怀疑否定、到开放试验、直至今日的积极推动的三个阶段。目前日本的东京电力、新加坡电力、香港中华电力等建立了一定规模的试验网络。据不完全统计，截止2004年年底，PLC的试验网络遍及欧洲、亚洲、北美洲、南美洲、非洲以及大洋洲的40多个国家和地区。 （二）国内PLC技术的研发及应用 国外在电力线通信技术方面的进展，引起了国家电力公司的高度重视和科研单位的密切关注。国家电力（电网）公司先后八次立项，由中国电力科学研究院、国电通信中心等单位承担电力线高速数据通信技术相关课题的研究工作。由

?电网技术? 电力线通信技术及其应用 甘　武,孙云莲,邓宏伟 (武汉大学,武汉市,430072) [摘　要]　电力线通信(PLC ),是指利用电力线传输高频数据和话音信号的一种通信方式。PLC 以其广阔的资源、与 家庭的紧密结合等优势得到快速发展。利用PLC 技术可将电脑、电话、音响、电冰箱等家用电器连成一体,实现集中控制,也可以连接多台电脑,组建、实现家庭局域网,还可以实现高速上网。目前电力线上网在我国还在试验阶段,它的潜在市场是巨大的。 [关键词]　电力线通信　网络体系结构　电磁兼容　管制 中图分类号:TN915.853　文献标识码:B 文章编号:1000-7229(2004)11-0028-03 Power Line Communication Technology and Its Application G an W u ,Sun Yunlian ,Deng Hongwei (W uhan University ,W uhan City ,430072) [Abstract]The power line communication (PLC )means a kind of communication m ode which uses the power line to transmit the HF data and acoustic signals.The PLC network expands quickly because of its abundant network res ources and strong link with family life.Application of PLC technology can unite the computer ,telephone ,acoustic device ,refrigerator and other household applicants together for central control ,als o link with many comput 2ers to establish home local network.The PLC network is under test stage in China at present and it has a great latent market.[K eyw ords]power line communication ;network system structure ;electromagnetic compatibility ;control 电力线通信(PLC ),是指利用电力线传输高频 数据和话音信号的一种通信方式。它在不需要重新布线的基础上实现上网、打电话和有线电视等多种应用,用户可以通过房间里面的任意一个电源插座上网,实现家庭的移动办公。利用PLC 技术可将电脑、电话、音响、电冰箱等家用电器连成一体,实现集中控制,也可以连接多台电脑,组建、实现家庭局域网。作为一种新的家庭联网和宽带接入技术,PLC 引起了人们极大的关注。 入户的线路,除了电话线和有线电视电缆,就是电力线。其中电力线是普及最广的线路,进入家家户户,几乎每间房间都有电源插座。因此,电力线网就是一个现成的局域网,整个低压配电网的网络结构(包括户外电缆)非常适合互联网接入,能够提供最后1km 的解决方案,从而与电话网进行竞争。在一些不发达国家,许多家庭还没有敷设电话线和有线电视电缆,电力线则成了唯一可选的通信载体。 对于家庭联网来说,连接信息家电的基础设施必须易于安置、安装维护费便宜并且性能良好。典型的高性能网络对日常生活用途来讲过于复杂。尽管目前已有多种技术可用于家庭联网,如以太网通过在住家内敷设5类通信线联网。但安装复杂,且需要新建网络。用电话线也可以建网,但因受电话线插口的限制,建起的网络会失去移动性。直接使用住家内的电力线与电源插座作为数据通信的载体,便可以克服这些缺陷。 用电力线作为网络基础设施相对于其他技术有其优点。首先,由于信息家电可以通过电力线进行通信,故不需另外布线。其次,在住家内通常有多个接入点(电源插座),PLC 技术可以为用户建一个家庭局域网,把PC 机、打印机、扫描器以及他们想连接的任何设备连接起来。按HomePlug 1.0标准的规定,电力线通信可以提供14Mb/s 的数据速率,足够信息家电日常使用。将来的PLC 还可能 收稿日期:2004-05-30 作者简介:甘武(1978-),男,硕士研究生。 孙云莲(1962-),女,博士生导师,从事电力系统通信研究。 ? 82?第25卷　第11期 2004年11月 电　力　建　设 Electric Power Construction Vol.25　No.11 Nov ,2004

低压电力线载波通信技术应用情况分析与思考 电力线载波通信技术，英文简称PLC(Power Line Communication>,是指利用己有的配电网作为传输媒介，实现数据传递和信息交换的一种技术。在低压配电网进行PLC通信，已经成功用于远程抄表、家居自动化和智能小区等领域。随着网络技术和信息技术迅猛发展，国内外利用低压电力线传输速率在1Mbps以上信息的高速电力线载波技术研究不断取得重要进展，该技术在现有电力线上可以实现数据、语音和视频等多业务的承载，未来可以传输数据、语音、视频和电力为一线的“四网合一”，是极富诱惑力、也充满了时代挑战的一种新技术。 低压电力线载波通信目前正处于发展的重要时期，随着关键技术问题的逐步解决以及各种标准规范的建立完善，必然会得到大规模的发展和广泛的推广应用，对此，我们必须高度重视。 一、密切关注低压电力线载波通信应用与发展情况 电力线载波通信技术组网简单、成本低、抗毁性强、易于实现,近几年发展很快。可以乐观地预见，低压电力线载波通信技术必将成为未来几年数字通信领域的研究热点，引起IT行业的广泛关注。 <一）技术不断进步 载波通信技术加快发展。低压电力线载波通信的核心问题是载波信号的调制

电力线通信技术原理及应用 中压电力线通信(MV-PLC)技术是指利用电力传输网络中的中压电力线(通常指10KV电压等级)作为信号传输媒介，进行语音、数据信息的传输。该技术首先被应用于中压配电网的自动化数据传输平台中；近年来，中压电力线宽带网络接入以其基础设施完备、分布广泛、成本低廉的特点，正越来越受到关注，尤其是在偏远农村或者人口稀少的地区，具有极强的实用价值。中压PLC应用领域中压输电网覆盖面积广大，应用领域繁多，中压配电自动化对于国民经济的发展具有重要的意义，相关应用包括用电负荷控制、电网运行监测、集中抄表等。配电网自动化往往有数量巨大且分布分散的节点需进行控制和数据采集，故对数据通道的经济性有较高要求。中压PLC技术将传统中压电力网转变成为数据通信网，在建设成本、运行和维护费用等方面具有天然的优势，目前在韩国、美国、西班牙等国家已得到良好的应用，国内也开展了大量的研究和实践。随着互联网的飞速发展，Internet在生产生活中发挥着日益重要的作用，而PLC技术也在宽带网络接入手段中占据了重要的地位。从户外中压PLC到户内低压PLC的接入方案，被认为是解决宽带接入的最后一公里问题的理想方案，该类研究兴起于北美，近年来发展迅速。对于中压电力线网络，由于其业已存在的广泛分布，成为了在偏远地区实现高速网络接入的理想媒介，以缩短和消除城市地区与农村地区，发达地区与不发达地区之间的数字鸿沟。在偏远或者人口密度较低的地区，短期内通过PLC以外的其它技术手段实现较大带宽的数字通信服务，会面临较多的困难；在城市地区广泛使用的xDSL或者通信光缆一般均难以铺设到这些地区；卫星通信在一些地区可以实现，但是低通信速率以及信道租用和终端所带来的高成本，使其大规模应用受到很大限制；以GSM、IS-95、WCDMA等为代表的蜂窝通信技术本身是针对高用户密度的应用场景所设计，如果在用户密度较低的地区使用，将带来通信能力的严重浪费和高昂的运营成本，从而难以得到推广和普及。在发展中国家，这一矛盾尤其突出。就国内的情况而言，我国幅员辽阔，有相当数量的农村地区处于偏远、人烟稀少的地带，这些区域的通信发展相对滞后。据统计，我国行政村固定电话覆盖率为94%~97%，数据通信的覆盖率则更低。由于自然和经济条件的制约，若采用现有的通信方

电力线载波通信技术的发展及特点 摘要 本文介绍了电力线载波通信的发展及特点，文中主要就高压电力线载波通信、中压配电网电力线载波数据通信和低压用户配电网电力线载波通信，以及与其相关的关键技术问题进行了讨论。 0 引言 电力线载波（Power Line Carrier - PLC）通信是利用高压电力线（在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级）、中压电力线（指10kV电压等级）或低压配电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。近年来，高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代。并且，随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要，中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面，电力线载波通信这座被国外传媒喻为“未被挖掘的金山”正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。在这种形势下，本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论，阐明电力线载波通信的发展历程、特点及技术关键。 2 电力线载波通信的特点

2.1 高压载波路由合理，通道建设投资相对较低高压电力线路的路由走向沿着终端站到枢纽站，再到调度所，正是电力调度通信所要求的合理路由，并且载波通道建设只需结合加工设备的投入而无须考虑线路投资，因此当之无愧成为电力通信的基本通信方式，尤其在边远地区更是这样。电力线载波通道往往先于变电站完成建设，对于新建电站的通信开通十分有利。为此，只要妥善解决电力线载波信道的容量问题，载波通信的优势就会显现出来。在中压配电网载波和低压用户电网载波中，节省线路建设费用，无须考虑破坏家庭已装修环境，也仍然是载波通信的优势。 2.2 传输频带受限，传输容量相对较小 在高压电网中，一般考虑到工频谐波及无线电发射干扰电力线载波的通信频带限制于40～500kHz之内，按照单方向占用4kHz带宽计算，理想情况下一条线路可安排115条高频载波通道。但由于电力线路各相之间及变电站之间的跨越衰减有限（13～43dB），不可能理想地按照频谱紧邻的方式安排载波通道，因此，真正组成电力线载波通信网所实现的载波通道是有限的，在当今通信业务已大大开拓的情况下，载波通道的信道容量已成为其进一步应用的“瓶颈”问题。尽管我们在载波频谱的分配上研究了随机插空法、分小区法、分组分段法、频率阻塞法及地图色法和计算机频率分配软件，并且规定不同电压等级的电力线路之间不得搭建高频桥路，使载波频率尽量得以重复使用，但还是不能满足需要。近来随着光纤通信的发展和全数字电力线载波机的出现，稍微缓解了载波频谱的紧张程度。在10kV中压配电

1. 窄带电力线通信技术： 1) 中压窄带载波一般采用10-500KHz 频段 2) 速率150-2400bps ，采用OFDM 调制可达100kbps 以上 3) 传输距离较长，架空线路距离大于10km 4) 调制技术FSK、PSK，新型技术采用OFDM 近年来，随着低压电力线载波通信技术逐步完善，国内有十余家企业专注于技术开发和应用，采用的技术主要有扩频加窄带频移键控( FSK)、扩频加窄带相移键控( PSK)、正交频分复用( Orthogonal Frequency Division Multiplexing ，OFDM )等，在用电信息采集、智能家居能源管理、楼宇监视和路 灯控制等领域均有大规模的应用。 国内比较主流的低压电力线窄带载波通信技术方案及应用如错误!未找到引用源。所示： 除了以上低压电力线载波通信方案，近两年在国家电网集中招标中也出现过、、 300kHz 等多种频率方案，由于大部分通信厂家采用各自的企业标准，频率选择、调制方式、传输技术 及组网技术各有特点，难以实现互操作问题。 国内窄带电力载波通信技术发展现状 、国内现有载波通信技术特点

现有的低压载波通信芯片的技术特点可以从调制方式、传输速率、通信频率、通信功率、EMI 标准、芯片技术等方面来分析。 1.调制方式与传输速率目前电力线载波通信常用的扩频技术主要有：直接序列扩频、线性调频Chirp 和正交频分复用OFDM 等。此外，跳频FH、跳时TH 以及上述各种方式的组合扩频技术也较为常用。 国内载波通信产品主要采用直接序列扩频技术。其中东软为FSK，15 位直序列扩频通信；福星晓程DPSK 63 位直序扩频；弥亚微为QPSK 扩频调相、过零同步、分时传输；鼎信为二进制连续相位移频FSK，过零同步、分时传输。 上述各家的扩频技术各有不同特点。对载波通信芯片性能最直接影响在于可靠性和传输速率。目前这四家中，传输速率分别为： 弥亚微，同时提供200 、400 、800 、1600bps 四种可变速率；东软：330bps ； 福星晓程：250/500bps ；鼎信：100bps 。 按照现阶段现场实际应用状况来看100 至500bps 速水平仅能用于普通抄表功能，如果涉及到远程控制（断送电）和管理功能则需要提供更高速率保证。 2. 通信频率 关于通信频率，在美国由联邦通信委员会FCC 规定了电力线频带宽度为100~450kHZ ；在欧洲由欧洲电气标准委员会的EN50065-1 规定电力载波频带为3~148.5kHZ 。这些标准的建立为电力载波技术的发展做出了显著的贡献，目前全球AMR 系统均采用该频段标准。 国内载波通信芯片中符合欧洲标准的为2 家，分别是福星晓程120KHz 和弥亚微57.6KHz/76.8KHz/115.2KHz 三种可选。 3. 通信功率及EMI 指标国内东软、福星晓程、鼎信等多数载波通信方案为了针对国内电力信道环境中的衰减，均采取加大通信传输功率等做法。在实际产品化的过程中，基本上做到3W 至5W ，有的电表厂甚至做到了8W ，这种做法是绝对不可取的。 首先，这种做法导致电表产生的功耗损失无疑增加的线损，造成大量的能源浪费，这也有悖于国网公司上集抄系统的初衷； 其次，如此大的功率传输将会严重污染电力线信道环境，我们原来是恶劣的电力线信道环境的受害者，现在却也能成为最大的制造者。 就目前研究了解的情况，国内只有弥亚微的载波芯片Mi200E 采取低功耗设计。其发送信号时的功率仅为0.4W ，在保证可靠的通信性能的同时该芯片EMI 等相关指标满足欧洲标准。 4. 芯片技术严格意义上讲，国内载波通信方案供应商并不完全都是芯片设计研发企业，像东软和鼎信均是采用MOTROLA 的MC3361 ＋单片机通过软件完成物理层、MAC 层、网络层的模式。其优点是降低了研发难度，但该模式会导致其核心技术（相关软件）容易泄密或被解密，安全性值得探讨。福星晓程和弥亚微均 是完全自主开发的载波通信芯片产品。 二、国内载波芯片产品分析 青岛东软该公司是国内较早对低压载波进行投入的厂家，目前市场分额较大。 主要产品主要特点是：采用FSK调制方式，信号频率为270K ；软件相关器和匹配滤波器，63 位码序列，码速率 20.8k 波特；自适应数字信号处理和模糊处理技术，具备前向纠错功能；帧中继转发机制，支持3 级中继深度。 但东软的载波方案不满足相关国际标准，通信模块的EMI 特性难以满足，会对电网带来比较大的谐波干扰。同时，由

龙源期刊网 https://www.docsj.com/doc/e418084734.html, PLC电力线通信技术优点及弊端 作者：王显亮 来源：《科学与技术》2018年第15期 摘要：电力线通信技术（PowerLineCommunication，PLC）是近来被广泛研究的一项技术，运用此技术我们可以将传输电流的电力线作为通信载体，把载有信息的高频信号加载到电力线上，通过电线进行数据输出，最后用专用解调器将信号分离并发送给终端设备，极大提高了信息传输的效率。事实上广义电力线通信技术早在六十多年前就已经应用在了输电线路上，用于发电厂及变电站的调度指挥通信。而现在所说的PLC通常是指利用低压配电线路传输高速数据、语音、图像等多媒体业务信号的一种通信方式，主要应用于家庭互联网接入和家电智能化联网控制。本文通过介绍PLC技术的发展，并对PLC技术的优缺点及未来的应用前景进行分析阐述。 关键词：电力线通信；调制解调器；数字信号处理 一、电力线通信 电力线通信技术（Power Line Communication）简称PLC，是利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频信号加载于电流，然后用电线传输，接受信息的调制解调器再把高频从电流中分离出来，并传送到计算机或电话，以实现信息传递。目前在多种场合使用的低速（1200bps以下）电力载波已很普遍。利用输电线路作为信号的传输媒介，人们利用电力线可以传输电话、电报、远动、数据和远方保护信号等。由于电力线机械强度高，可靠性好，不需要线路的基础建设投资和日常的维护费用，因此PLC具有较高的经济性和可靠性，在电力系统的调度通信、生产指挥、行政业务通信以及各种信息传输方面发挥了重要作用。 我们上网的方式一般有：利用电话线的拨号﹑XDSL方式；利用有线电视线路的CABLE MODEM方式，或利用双绞线的以太网方式。现在，我们又多了一种更方便，更经济的选择：利用电线，这就是PLC！PLC的英文全称是Power Line Communication，即电力线通信。通过利用传输电流的电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.5～45Mbps的高速网络接入，来浏览网页、拨打电话和观看在线电影，从而实现集数据、语音、视频，以及电力于一体的四网合一！另外，可将房屋内的电话、电视、音响、冰箱等家电利用PLC连接起来，进行集中控制，实现“智能家庭” 的梦想。目前，PLC主要是作为一种接入技术，提供宽带网络“最后一公里”的解决方案，适用于居民小区，学校，酒店，写字楼等领域。四网融合，就是电力线，网线，电话线，有线电视线路融合，用到的主要技术就是电力线通信。广义电力线通信（Power Line Communication，简称PLC）技术早在六十多年前就应用在输电线路上，用于发电厂及变电站的调度指挥通信。 二、PLC发展过程

第一章绪论 ●架空明线实用传输频带最高频率可达300 kHz ●对称电缆可达600 kHz ●同轴电缆可达60MHz ●电力线高频通道可达500kHz ●频带平移：上边带话音三角形与调制器输入调制信号的话音三角形方向一致 频带倒置：下边带的话音三角形的方向与输入调制信号话音三角形的方向相反 载波通信的基本过程：一变二分三还原 变，就是用调制器把话音频带变换到高频频带； 分，就是频率分割，即在收信端用滤波器把各路信号从群信号中分割出来； 还原，就是利用解调器把高频频带还原成话音频带。 载波机中必须包括以下几种基本部件： ●(1)调制器(或解调器):实现频率变换。 ●(2)载波振荡器:产生载频信号。 ●(3)滤波器:完成选频与频率分割作用。 ●(4)放大器:提高信号电平。 两种现象： 解决收后重发添加差接系统： 差接系统能把用户方向的二线电路与载波机的收、发信支路的四线电路连接起来，同时能使收信支路与发信支路彼此隔离，切断“收后重发”通路。这是因为差接系统具有信号在邻端方向传输衰减小，对端衰减大的性能。 解决自发自收用以下两个方案： 1、双频带二线制双向通信 所谓双带二线制，指的是在一对通信线路的两个方向上，采用两个不同的线路传输频带，利用方向滤波器把收、发两个方向的线路传输频带分开，切断“自发自收”通路，从而实现双向通信。这种方法主要用在线路传输线对较少的载波通信系统中。如架空明线、电力线载波通信系统中都采用这种通信方式。 2、单边带四线制双向通信 所谓单边带四线制，指的是在线路上收、发信两个传输方向上采用相同的传输频带，而用两对导线（四根导线）来各自传输一个方向的信号，从而切断了“自发自收”通路。这种方法主要用于对称电缆和同轴电缆载波通信系统。 载波机特点与技术要求 ?发信功率较大 ?有较快调节速度和较大调节范围的自动电平调节系统 ?大多是单路机 ?能适应不同电压等级的电力线通信需要 ?具有自动交换系统，并提供优先权配置