电力线通信

gupandeng

低压电力线宽带载波通讯

[url=]编辑[/url]

低压电力线宽带载波（Low voltage broadband power line carrier communication--LVPLC）通信是利用低压电力配电线（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。
该技术是把载有信息的高频信号加载于电流，然后利用各种等级的电力线传输，接受信息的调制解调器再把高频信号从电流中分离出来，并传送到电力线宽带用户终端（计算机、电视或电话机和智能电表、开关、变台）。该技术在不需要重新布线的基础上，在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载。[1]


中文名低压电力线宽带载波通讯外文名Low voltage broadband power line carrier communication常见应用远程抄表系统含    义以电力线为媒介传输数据优    点无需重新布线
目录

• 1
  概述
• 2
  ·载波通信基本原理
• 3
  ·电力线载波通信的特点
• ▪ 噪声
  

• 4
  ·电力线载波通信系统的组成及结构
• 5
  ·电力线载波技术（差距）
• 6
  ·低压电力线宽带载波通讯的发展
  

• ▪ 发展历程
• ▪ 规模
• 7
  ·低压电力线载波在电力系统中的应用及联系
• ▪ 远程抄表系统
  

• ▪ 其他应用
• ▪ 应用分析
  

概述[url=]编辑[/url]
电力线通信技术（Power Line Communication）出现于20世纪20年代初期。它是利用 已有的低压配电网作为传输媒介，实现数据传递和信息交换的一种手段。应用电力线通信方式发送数据时，发送器先将数据调制到一个高频载波上，再经过功率放大后通过耦合电 路耦合到电力线上。信号频带峰峰值电压一般不超过 10V，因此不会对电力线路造成不良 影响。

·载波通信基本原理[url=]编辑[/url]
低压电力线宽带载波（Low voltage broadband power line carrier communication--LVPLC）通信是利用低压电力配电线（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。
低压电力载波是电力系统特有的通信方式，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。[2] 该技术是把载有信息的高频信号加载于电流，然后利用各种等级的电力线传输，接受信息的调制解调器再把高频信号从电流中分离出来，并传送到电力线宽带用户终端（计算机、电视或电话机和智能电表、开关、变台）。低压电力线从来就不是一种理想的通信介质，但随着技术的不断进步，特别是调制技术及微电子技术的发展，使得低压PLC的实用化成为可能。

·电力线载波通信的特点[url=]编辑[/url]
1、低压电力线宽带载波路由合理，通道建设投资相对较低。
2、低压电力线宽带载波通道带宽较宽，传输速率较高，比窄带载波性能更优良。
3、传输频段不受限，带宽范围内频段自适应。
4、受外界电力网络干扰小，低压电力线载波干扰频段限制在1MHz以下，而低压电力线宽带载波是建立在1MHz以上带宽的，低压宽带电力载波的基本频带为1MHz~20MHz，扩展频带为3MHz~100MHz，即可有效避免对外界的干扰。
5、不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递，运用维护应用成本低。
6、在广阔的范围内遇到干扰信号。如用户的各种电气设备，特别是陈旧的和有质量缺陷的电器，会给电力线上传送的信号带来干扰。
7、电力网络上的阻抗随负载的变化而会有大幅度的变化，且具有较强的时变性和随机性。
8、由于存在较强的衰减特性，使得电力线上的各个节点表现出的性能也不尽相同。

噪声
一般而言，要研究电力线载波通信系统的特点，必须了解其信道的阻抗、衰减、噪声等特性，并针对这些特点拟定相应的编码、调制方式，以实现最佳的通信效果。[3]
然而，电力线不是专用通信信道，加之低压电网负载复杂，负荷的投切毫无规律性可言，这也造成了低压电网阻抗、衰减等极强的时变性，同时信道中的噪声干扰比其他通信信道更加复杂，噪声会使信号误码率增加，通信质量降低，严重时甚至导致通信完全失效；因此，有必要对电力线通信信道噪声进行测量并分析其特性。
一般来说电力线上的噪声分为人为噪声和非人为噪声，非人为噪声是自然现象引起的，如雷电在电力线上引起的噪声；人为噪声来自各种电器，电力线自身也可产生噪声。根据电力线通信信道噪声产生的原因和特点可分为如下所示的几类：
1）高斯白噪声；低压电力线噪声

2） 窄带噪声；
3） 与工频异步的周期性噪声（非倍频）；
4） 与工频同步的周期性噪声；
5） 单事件脉冲噪声。

·电力线载波通信系统的组成及结构[url=]编辑[/url]
该技术是把载有信息的高频信号加载于电流，然后利用各种等级的电力线载波网络

电力线传输，接受信息的调制解调器再把高频信号从电流中分离出
来，并传送到电力
线宽带用户终端（计算机、电视或电话机和智能电表、开关、变台）。

·电力线载波技术（差距）[url=]编辑[/url]
因为它最大的特点是依靠已经布好的低压电力线网络进行信号传输的，不需要另外架设通道，成本很低。但受外界信号干扰和噪声的影响很大（电力线中负载变化很大并且很复杂，谐波干扰很严重）。

·低压电力线宽带载波通讯的发展[url=]编辑[/url]

发展历程
国外对于低压电力线通信的研究起步很早，始于1975年。
低压电力线通信技术的研究热潮可分为以下几个方面: 电力线的信道特性是制约其技术发展的瓶颈，OFDM是下一代的核心技术，电力线通信组网技术现在已成为研究的重点。[4]
从电力线通信应用的角度来看，未来应用于家庭宽带接入和智能电网的趋势日益明显，同时，物联网应用的契机也提供了一个合作的平台，电力线通信系统正在和其他通信媒价一起，组成互补的多通道传感器网络。
·1997年开始研究PLC技术，主要考虑PLC技术应用于低压抄表系统，传输速率很低。
·1998年开发出样机，并通过了试验室功能测试。
·1999年在现场进行试运行，获得了产品登记许可，5月，进行PLC系统的研究开发工作。
·2000年开始引进国外的PLC芯片，研制出2Mbps的样机。
·2001年下半年进行了小规模现场实验 沈阳 北京 。
·2003年研发了国家电力调度通信中心电网调度自动化系统，进行了低压配电网电力线高速通信技术研究。
·2005年完善了电力线通信（PCL）宽带接入系统。

规模
在以数字微波通信、卫星通信为主干线的覆盖全国的电力通信网络已初步形成、多种通信手段竞相发展的今天，低压电力线载波通信仍然是地区网、省网乃至网局网的主要通信手段之一，仍是电力系统应用区域最广泛的通信方式，仍是电力通信网的重要的基本通信手段；从理论研究，到运行实践，大家都取得了可喜的成效。
(1) 电力线载波无论是在所具有的规模范围、装机数量还是在从事人员数量上，都是空前的。低压电力线载波名符其实地成为电力系统应用最为广泛的通信手段。
(2) 电力线载波通信综合业务能力有了很大的发展，由过去单独的调度电话业务发展到为开放电话、远动、传真、保护、计算机信息等综合业务。
(3) 载波技术装备水平有了很大提高，从五六十年代双边带电子管ZDD-I/2、ZS-3等发展到今天的ESB500、ZDD-27/36等全集成化单边带载波机，并推出了数字式载波机。在一些重大工程中还陆续引进了一些具有国际先进水平的载波设备，解决了实际应用中一些国产机暂时无法解决的问题，也为国产机的改进和提高提供了可贵的借鉴。
(4) 理论研究成果卓著。如在频谱管理上，采用了图论、地图色理论和计算机技术，提出了分段设计、频谱分组、电网分段或分区、频率重复使用等，并开发出了App包，可实现用计算机进行设备管理、频率管理、新通道设计和旧通道改造、插空安排设备等。为适应现代通信技术的发展，数字式电力线载波机的开发研制也取得了实质性的进展。此外，传输理论、组网技术等方面的研究也不断有新的进展。[5]

·低压电力线载波在电力系统中的应用及联系[url=]编辑[/url]

远程抄表系统
电力载波通信远程抄表产品主要包括载波电能表、采集器和集中器，载波通信芯片内置于载波电能表、采集器和集中器中，是载波电能表、采集器和集中器实现及时采集、传输各用户的电能表信息的关键。载波电能表、采集器和集中器是载波通信芯片的下游产品。[6]
路灯远程监控系统等）以及工业智能化（比如各类设备的数据采集）。在技术上，电力载波通讯不再是点对点通讯的范畴，而是突出开放式网络结构的概念，使得每个控制节点（受控设备）组成一个网络进行集中控制。[7]

其他应用
1、 宽带接入
　　对于“最后一公里”的解决方式来说，无论是Cable、xDSL还是LAN，在线路建设方面的投入都会远远大于电力线通信方式的投入，并且由于需要协同局端设备的支撑，使得电信运营商的基础投资较大，而电力线通信系统，网络不需要大的改造，设备简单、易于维护，不但为客户带来迅捷的联网，而且为运营商带来巨大的收益。
2、 证券、银行的交易系统
　　遍布各处的电力线资源为证券、银行等金融机构提供了简单、便捷的联网和工作方式，无论是海量的交易行情数据还是实时性要求严格的客户交易数据，都可以通过电力线传输，不再需要传统的网线和联网设备，遍布各个角落的ATM也不再需要昂贵的DDN线路，这一切，使得联网成本降低，从而降低运营成本。
3、 信息家电和多媒体服务
　　通过简单的、基于Web的因特网家电，可以提供Web访问，这一切不需要PC，不需要网卡，只要有电源插座就可以，另外PLC良好的移动性也为一些SoHo爱好者提供了应用环境。
　　4、 智能化小区和大厦
　　现在的智能化建筑已经实现了5A，但是这些不同的系统自动化需要不同的网络支撑，给建设和维护网络系统带来了巨大的压力，借助PLC技术，无论是监控、消防、安防还是办公、通信都可以利用电力线实现，便于管理和扩展。

应用分析
从国内电力载波芯片的市场应用结构来看，目前电能管理应用在市场中占据主流地位，其次为工业控制、安防监控、宽带网络等应用。未来几年在智能电网建设需求集中释放的推动下，以三相/单相载波电能表、载波抄表集中器等产品为主的电能管理市场仍将占据主要地位；但以"三表合一"、家庭防盗报警为代表的智能家居应用、井下安全保障、LED路灯控制、精细农业、污染检测等应用为代表的工业控制应用将逐渐兴起。预计2014年电能管理应用的市场份额约为72.5%，工业控制应用的份额约为16.8%。