低压电力线载波通信技术及应用研究

陈锦伟

（中时讯通信建设有限公司）

低压电力线载波通信技术及应用研究

陈锦伟

（中时讯通信建设有限公司）

近年来，随着我国社会经济的不断发展以及科学技术的不断进步，使得人们的生活方式有了很大的改变，尤其是对通信技术的应用，越来越向着高效、快速、稳定、智能化的方向发展。而低压电力线载波通信技术作为目前较常使用的一种通信技术也受到人们的广泛关注和重视。本文简要分析低压电力线载波通信技术的相关情况，并就其当前的应用情况进行研究，以期更好的推动和促进我国电力通信行业的蓬勃发展。

低压电力线；载波通信技术；应用

目前，在众多的信息系统网络构架中，电力线网络是其中覆盖最广的网络，对信息通信行业的未来发展具有极大的价值和作用。经过近百年的研究和发展，目前国外的电力线网络通信技术已经较为成熟，但我国由于对此的研究起步较晚、时间较短，再加上国内的具体国情需要，导致对电力线网络通信技术的应用还不十分理想。因此，需要政府及社会各相关行业相互促进、相互配合，不断加强和深入对电力线网络通信技术的研究，以便更好的提高这一技术在我国通信行业中的应用效果。下面，文章就低压电力线载波通信技术的相关内容进行简单总结和分析，并探讨和研究其在我国目前的应用发展情况，从而更好的提高低压电力线载波通信技术的应用水平和效果，推动我国电力通信行业不断向着现代化、信息化、高效化、经济化的方向迈进。

1 低压电力线载波通信技术的概述

1.1 低压电力线载波通信技术的定义

低压电力线载波通信技术，简称PLC（Power Line Carrier），主要指的是以220V或380V的低压配电线当作传输媒介，对信息数据或语言数据等进行传输的一种通信方式。

低压电力线载波通信技术借助原有的电力线路进行数据传输，不需要进行再次的重新布线，因此具有成本低、覆盖广、见效快、不易受破坏等优势，是目前覆盖范围最广也是最为普遍的一种信息通信网技术。

1.2 低压电力线网络的信道特性

低压电力线同传统的传输介质（光纤、同轴电缆、双绞线等）不同，属于非均匀分布性质的传输线，具有非常复杂的信道特性。具体表现在：

（1）低压电力线路存在较小的阻抗，并且随着时间以及信号频率的其阻抗也会发生相应的变化，因而影响到载波信号的衰减情况；

（2）低压电力线路属于时变系统，具有较强的多径效应，容易导致信道出现频率选择性衰落以及时间弥散性衰落；

（3）低压电力线路中信号的衰减情况同频率以及传输距离等具有较为密切的关联性，即频率越高、传输距离越远，则信号的衰减程度越大；

（4）低压电力线路中的噪声和干扰信号较多。

1.3 低压电力线载波通信系统的原理分析

一般来说，低压电力线载波通信系统的构成主要可以分为三大部位，即低压电力线部分、管理中心部分以及终端设备部分。低压电力线载波通信系统在实际运行过程中，其信号传输媒介为低压电力线，通过它将信号在主控计算机与终端设备之间进行单向或双向的联系，从而实现通信目标。具体运行原理为：终端设备首先对信号数据进行采集、汇总和处理，而后对信息数据进行调制，使之符合电力线的信号传输要求。而后，利用耦合电路将信号传输到电力线上进行二次传送。在信号传输过程中，管理中心会根据信号的衰减情况对其进行相应的处理和解调，避免信号衰减过大。之后，利用串口或GPRS方式将处理过的信号传输至主控计算机进行下一步的处理和分析。详见图1。

2 低压电力线载波通信技术的类型

低压电力线载波通信技术的类型较多，目前，常见的载波通信技术大体可以分为以下几种，即：

2.1 自动中继技术

主要指的是将通信中继器均作为中继转发节点，当通信线路不畅或通信距离过长时，将需要进行中继处理的信息数据包利用中继器进行接收，在解码之后进行暂时存储，待全部信息数据均自发送方发送完毕后，利用总线空闲进行存储信息数据包的二次发送，以便更好的保证通信的完整性和准确性。这种通信技术能够有效提高信号传输的质量和效果，避免信号因中途衰减而造成传输失败，有效降低了误码率的发生。

图1 低压电力线载波通信系统的原理结构图

2.2 直接序列扩频技术

简称DSSS技术，是目前应用最广的一种低压电力载波技术。它主要指的是在发射端将信号通过高速率的扩频序列进行扩频发射，并在接收端通过相同的扩频码序列对信号实施解扩，以便将其还原成原有的信号数据的一种通信技术。这种通信技术具有良好的抗干扰性，对多径干扰的抵抗能力较强，不容易被截获，并且对其它电台的干扰性较小，能够进行同频工作以及多址通信。

2.3 链码自适用调制技术

主要指的是利用信号变形技术将所发送的信息数据转换为“能量密度”链节模板，而后通过FM（窄带调频）载波将转换后的信号进行发送。接收方在收到信号模板后，若能够顺利进行信号识别，则表明信号传输成功，而后进行后续的数据复制、还原等工作。若不能够进行信号的正确识别，则需要原发送方进行再次发送，直至接收方识别成功。链码自适用调制技术能够实现窄带双工数据的远距离、低成本通信，对高畸变、高干扰环境的抵抗能力较强，能够有效确保信号传输的准确性。

2.4 多载波码分复用技术

简称MC-CDMA技术，主要指的是在CDMA技术的基础上引入OFDM技术的一种通信传输技术。即对发送信号数据进行扩频处理后，将其调制到对应的子载波上，而后经信道进行扩频信号的传输。接收方在收到信号后，要首先对其进行OFDM解扩、解调以及并串变换等处理，以便将扩频信号转换为原有信号。多载波码分复用技术的频带利用率以及抗干扰能力均极高，能有效保证信号的准确度和稳定度，避免信号的衰减，从而更好的确保信号数据传输的顺利、通畅。

3 低压电力线载波通信技术的应用分析

目前，低压电力线载波通信技术已经被广泛的应用于人民的日常工作和生活中，并且随着我国电力网络的不断扩大，其低压电力线载波通信技术的应用覆盖范围也越来越广，成为我国当前应用最为普遍的一种电力通信技术。其应用情况具体表现在以下几个方面，具体包括：

3.1 低压电力线载波通信技术在自动抄表系统中的应用

我国自20世纪80年代开始推行自动抄表技术，但发展相对缓慢。直到2006年开展引入低压电力线载波通信技术才使得自动抄表行业迈入迅速增长的阶段。电力载波抄表推动我国的自动抄表行业进入黄金发展阶段，使自动抄表技术在社会日常生活中成为可能，极大的缩小了时间和空间对抄表工作的限制，有效提高了电能数据的准确性和具体性，不仅为电力管理部门提供了更加及时、详尽、准确的电能数据，也让用户能够随时、自主的进行用电查询。

3.2 低压电力线载波通信技术在智能小区中的应用

目前，随着计算机网络技术、自动化技术以及智能技术的不断发展，人们对这些高科技产品的应用和需求也越来越高，尤其是智能化小区概念的推出，使得人们对管理自动化、安全自动化、通信自动化的居住环境日渐的向往。而低压电力线载波通信技术的引入，在很大程度上为智能化小区的实现提供了技术基础和可能。目前，以低压电力线载波通信技术为核心基础，结合其他相关领域技术已经研发出了能够应用和满足于智能化小区要求的各项管理服务系统，包括停车场管理系统、远程抄表系统（水、电、气）、共信息显示系统、供应管理系统、出入口控制系统、防盗及消防报警系统以及室外监控系统等。将这些低压电力线载波通信系统进行科学、合理、系统的布置规划，能够有效实现为小区居民在日常生活各个方面的自动化、智能化管理服务。详见图2。

图2 智能化小区各类低压电力线载波通信系统图

3.3 低压电力线载波通信技术在智能家居中的应用

目前，随着智能技术的不断推广和普遍，各种智能化家居设备、仪器也不断涌现。而利用低压电力线载波通信技术，能够研发出智能化的家居网络系统，即通过电脑将居民住宅内存在的各类微控制器（如电视、冰箱、空调、灯具、微波炉、热水器等）相互连接起来，使之形成一个完整的家庭网络，从而实现对家用设备电器的智能化、远程化控制和管理。由于这种智能家庭网络不需要进行信号线的重新布设，因而对人们住宅内的原有家具及环境不会造成破坏，且安装简单、维护方便、造价较低，能够有效保障系统的安全性和稳定性，从而能够有效满足人们对智能化生活的向往和要求。

4 结语

目前，低压电力线载波通信技术已经成为电力通信行业中的热点技术和讨论课题，这也使得低压电力线载波通信技术成为当前以及未来最具有利用价值和应用前景的通信技术之一。因此，我国电力行业也应当加强对低压电力线载波通信技术的深度研究，积极推广和应用低压电力线载波通信系统，从而不断提高低压电力线载波通信技术在我国通信网络中的应用价值，进而有效促进我国通信行业的高效、经济、安全、智能、可持续发展。

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TM73

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1004-7344（2016）21-0093-02

2016-7-10

陈锦伟（1973-），男，广东广州人，助理工程师，学士，主要从事通信工程建设工作。