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关于电力线通讯实用化的探讨

《环球市场信息导报》 2013年5月13日 作者:张临城

文章关键词: 电力线   通讯  
    在经济全球化的当今时代,伴随着计算机的全面普及和广泛应用,再加上其日异月新的科学技术,因此,在日常生活中,组建家庭网和小型办公网络的热点现象也如雨后春笋般兴起。比起成本价格较为高昂的无线网络,电力线组网技术有着得天独厚的价格优势。
     前言:读者不妨从综合的角度来解析目前阶段国外电力线通讯状况,在这其中的关键技术难点主要集中在物理层和数据链路层。在物理层,如何采用先进的扩频技术和高频调制技术是其关键;在数据链路层,具有电力线特征的介质争用协议及其数据帧结构也是非常重要的一点。本节着重讨论电力线的信道特性,然后介绍已在电力线上成功使用的扩频通讯技术,最为重要的在欧洲的英国为首的一些国家已经成功应用的高频调制技术。

  1.电力线通讯的关键技术

  1.1而涉及到电力线通讯的关键技术时,尤其是针对电力线的特殊的信道特殊性,国内外许多国家都采用了多种信号调制技术:首先引起注意的是最早使用的高压输电线载波调制,再次是配网线路扩频载波调制,然后便是、是低压准同轴电缆专用的高频调制。在这其中较为引人注目的是非常大的变化量表示着信号电平的调制信号也会随之产生较大的衰减,慢慢导致对于电力线通讯不适应性,虽然可以设计最差衰减情况的传输信号电平,但势必增加调制解调器的功率、成本和发射不期望的电平。采用数字数据通讯的另一种技术就是采用差错控制码和允许信躁比有变化的通讯协议。当这种现象发生的时候,ARQ差错控制方式能保障信息流通量比率,自动调节通道性能。数据传输速率也可通过变动检侧位和接收端的信躁比电平来进行改变,而不需要改变信号带宽。而且,当信躁比低于某一门限值时,随之预见的解决方法是对数据传输率直接进行改变,但这种方式将改变信号带宽。扩频通讯技术是保障信号频谱独于数据速率和抗窄带信号衰减的重要技术手段。

  2.电力线通讯技术及其特点

  2.1电力线是最为基础的网络,它的规模之大,应用之广,不管在任何国家,都是其他任何网络难以超越的。鉴于此可以轻易地将此类网络接入服务应用推广到任何一家有电力线的地方。而且,引起广泛注意和讨论的是,一旦这种技术被全面应用到商业运营阶段,将会为互联网发展带来第二个春天。

  2.2电力线作为通讯的基础,赋予了电力线通讯极大的便利性,只要房间具备任何电源插座这一条件,不用拨号,便能尽情享受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。

  2.3,电力线接入不仅仅应用于室外,而且能够对家庭联网提供支持,提供高速的家庭网解决方案,人们可以尽享由plc技术带来的家庭音、视频网络,多人对抗游戏等娱乐。它又是家居自动化的能手,通过遍布各个房间的墙上插座将智能家电联网,提前享用数字化家庭的舒适和便利。

  3.电力线通讯应用的实例

  3.1电力线上网作为新生代事物,面临的仅仅是较为激烈的市场经济竞争,最近国电科技推出的200mb/splc接入解决方案不仅具有布线简单、电磁辐射低、价格便宜等优点,更在接入带宽和稳定性方面有了重大突破,具有强大的市场竞争力和广泛的市场应用前景。200mb/splc接入解决方案一旦进入商业化阶段,将会促进电信市场的变革,并给互联网普及带来极大的发展空间。其二,针对目前高速plc通信系统中存在的问题,加以研究和克服,这是各国同行们所努力投入和关注的。例如,利用位于中压变电站和低压变电器之间的中压配电网传输高于10mb/s信号,越来越被人们所重视。其三,无论速率提升受到何种程度限制,分布极广。渗透到每个家庭、每座工厂、每幢大楼的电力线资源,充分地将通信潜力能发扬广大,这是人类通信史上重大进步,其前景肯定是光明的。

  3.2 利用电力杆塔、沟道等资源优势,加快建设覆盖面较大的光纤网,实现光纤到小区、到村,结合 PLC 技术,直接使用的低压配电网实现宽带接入通信。这种宽带接入方式不需要重新架设线路,不仅可以缩短建设周期,还可大大降低网络运营成本和使用成本。这样,电力系统可以利用现有基础设施,稍微追加投资,可以在我国建设最广大的信息网络,为加速我国经济建设、帮助广大农村致富奔小康作出贡献。

  3.4我国部分省份早早在十九世纪九十年代末就实现了全省户户通电无死角,不少省份也随之逐步实现了户户通电、村村通电。因此,可以看出电力线不但在公共场所随处通达,而且在城市、农村家庭也开始广泛分布,格外要注意的是在广大农村市场,比数据光缆、电缆和固定电话网络使用更为广泛。这就是电力线雄厚的物质基础。

  3.5欧洲许多国家不少电力公司都开始开发有远程抄表收费系统.这个抄表系统使用电力线进行通信。在每一个用户住宅都加装了一个脉冲生成器,用来将气、水、电表的转动转换为电子信号,信号通过低压电力线送到用户的显示装置,该显示装置再将这些信号所表示的数据送到一个可连接1024户的集中器,集中器的数据通过专用通信线路送到电力公司的用电营销部门。反过来,集中器向用户提供如下信息并显示在液晶显示器上:当前电费费用;每天各时段电价及超负荷电价;本次收费与上次收费的差值;高峰收费的日期和时间;该系统数据通讯速率为19.Zkpbs,误码率为20一’。

  结语:电力线通讯正成为人们关心的热点和争论的焦点。顾名思义,PLC 是指利用电力线传输资料和话音信号的一种通信方式。实际上,通过电力载波机,中高压电力线上已经实现为继电保护和远动服务的低速率数据传输。同时,在低压线上,PLC 技术还可以应用于电力负荷控制、远程抄表等。这些技术的传输速率为 1200bps 甚至更低。随着通信技术的发展,特别是用于电力线通信的算法及芯片技术发展,通过电力线正逐步实现高速传输,PLC 应用于计算机通信已经成为现实。

  参考文献:

  [1] 方拥军、徐志强.电力线通信系统中的子载波组分配[J]现代电子技术,2010.11

  [2] 孟逢逢、朱武.电力线上网技术及其发展[J].无线通信技术,2005.4

  [3] 吴娟,薛时光,汪敏.家用电力线联网系统的研究与设计[J].计算机工程,2002

  [4] 李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京: 北京航天大学出版社.2005.

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