低壓電力線載波通信技術及應用研究

陳錦偉

（中時訊通信建設有限公司）

低壓電力線載波通信技術及應用研究

陳錦偉

（中時訊通信建設有限公司）

近年來，隨著我國社會經濟的不斷發展以及科學技術的不斷進步，使得人們的生活方式有了很大的改變，尤其是對通信技術的應用，越來越向著高效、快速、穩定、智能化的方向發展。而低壓電力線載波通信技術作為目前較常使用的一種通信技術也受到人們的廣泛關注和重視。本文簡要分析低壓電力線載波通信技術的相關情況，并就其當前的應用情況進行研究，以期更好的推動和促進我國電力通信行業的蓬勃發展。

低壓電力線；載波通信技術；應用

目前，在眾多的信息系統網絡構架中，電力線網絡是其中覆蓋最廣的網絡，對信息通信行業的未來發展具有極大的價值和作用。經過近百年的研究和發展，目前國外的電力線網絡通信技術已經較為成熟，但我國由于對此的研究起步較晚、時間較短，再加上國內的具體國情需要，導致對電力線網絡通信技術的應用還不十分理想。因此，需要政府及社會各相關行業相互促進、相互配合，不斷加強和深入對電力線網絡通信技術的研究，以便更好的提高這一技術在我國通信行業中的應用效果。下面，文章就低壓電力線載波通信技術的相關內容進行簡單總結和分析，并探討和研究其在我國目前的應用發展情況，從而更好的提高低壓電力線載波通信技術的應用水平和效果，推動我國電力通信行業不斷向著現代化、信息化、高效化、經濟化的方向邁進。

1 低壓電力線載波通信技術的概述

1.1 低壓電力線載波通信技術的定義

低壓電力線載波通信技術，簡稱PLC（Power Line Carrier），主要指的是以220V或380V的低壓配電線當作傳輸媒介，對信息數據或語言數據等進行傳輸的一種通信方式。

低壓電力線載波通信技術借助原有的電力線路進行數據傳輸，不需要進行再次的重新布線，因此具有成本低、覆蓋廣、見效快、不易受破壞等優勢，是目前覆蓋范圍最廣也是最為普遍的一種信息通信網技術。

1.2 低壓電力線網絡的信道特性

低壓電力線同傳統的傳輸介質（光纖、同軸電纜、雙絞線等）不同，屬于非均勻分布性質的傳輸線，具有非常復雜的信道特性。具體表現在：

（1）低壓電力線路存在較小的阻抗，并且隨著時間以及信號頻率的其阻抗也會發生相應的變化，因而影響到載波信號的衰減情況；

（2）低壓電力線路屬于時變系統，具有較強的多徑效應，容易導致信道出現頻率選擇性衰落以及時間彌散性衰落；

（3）低壓電力線路中信號的衰減情況同頻率以及傳輸距離等具有較為密切的關聯性，即頻率越高、傳輸距離越遠，則信號的衰減程度越大；

（4）低壓電力線路中的噪聲和干擾信號較多。

1.3 低壓電力線載波通信系統的原理分析

一般來說，低壓電力線載波通信系統的構成主要可以分為三大部位，即低壓電力線部分、管理中心部分以及終端設備部分。低壓電力線載波通信系統在實際運行過程中，其信號傳輸媒介為低壓電力線，通過它將信號在主控計算機與終端設備之間進行單向或雙向的聯系，從而實現通信目標。具體運行原理為：終端設備首先對信號數據進行采集、匯總和處理，而后對信息數據進行調制，使之符合電力線的信號傳輸要求。而后，利用耦合電路將信號傳輸到電力線上進行二次傳送。在信號傳輸過程中，管理中心會根據信號的衰減情況對其進行相應的處理和解調，避免信號衰減過大。之后，利用串口或GPRS方式將處理過的信號傳輸至主控計算機進行下一步的處理和分析。詳見圖1。

2 低壓電力線載波通信技術的類型

低壓電力線載波通信技術的類型較多，目前，常見的載波通信技術大體可以分為以下幾種，即：

2.1 自動中繼技術

主要指的是將通信中繼器均作為中繼轉發節點，當通信線路不暢或通信距離過長時，將需要進行中繼處理的信息數據包利用中繼器進行接收，在解碼之后進行暫時存儲，待全部信息數據均自發送方發送完畢后，利用總線空閑進行存儲信息數據包的二次發送，以便更好的保證通信的完整性和準確性。這種通信技術能夠有效提高信號傳輸的質量和效果，避免信號因中途衰減而造成傳輸失敗，有效降低了誤碼率的發生。

圖1 低壓電力線載波通信系統的原理結構圖

2.2 直接序列擴頻技術

簡稱DSSS技術，是目前應用最廣的一種低壓電力載波技術。它主要指的是在發射端將信號通過高速率的擴頻序列進行擴頻發射，并在接收端通過相同的擴頻碼序列對信號實施解擴，以便將其還原成原有的信號數據的一種通信技術。這種通信技術具有良好的抗干擾性，對多徑干擾的抵抗能力較強，不容易被截獲，并且對其它電臺的干擾性較小，能夠進行同頻工作以及多址通信。

2.3 鏈碼自適用調制技術

主要指的是利用信號變形技術將所發送的信息數據轉換為“能量密度”鏈節模板，而后通過FM（窄帶調頻）載波將轉換后的信號進行發送。接收方在收到信號模板后，若能夠順利進行信號識別，則表明信號傳輸成功，而后進行后續的數據復制、還原等工作。若不能夠進行信號的正確識別，則需要原發送方進行再次發送，直至接收方識別成功。鏈碼自適用調制技術能夠實現窄帶雙工數據的遠距離、低成本通信，對高畸變、高干擾環境的抵抗能力較強，能夠有效確保信號傳輸的準確性。

2.4 多載波碼分復用技術

簡稱MC-CDMA技術，主要指的是在CDMA技術的基礎上引入OFDM技術的一種通信傳輸技術。即對發送信號數據進行擴頻處理后，將其調制到對應的子載波上，而后經信道進行擴頻信號的傳輸。接收方在收到信號后，要首先對其進行OFDM解擴、解調以及并串變換等處理，以便將擴頻信號轉換為原有信號。多載波碼分復用技術的頻帶利用率以及抗干擾能力均極高，能有效保證信號的準確度和穩定度，避免信號的衰減，從而更好的確保信號數據傳輸的順利、通暢。

3 低壓電力線載波通信技術的應用分析

目前，低壓電力線載波通信技術已經被廣泛的應用于人民的日常工作和生活中，并且隨著我國電力網絡的不斷擴大，其低壓電力線載波通信技術的應用覆蓋范圍也越來越廣，成為我國當前應用最為普遍的一種電力通信技術。其應用情況具體表現在以下幾個方面，具體包括：

3.1 低壓電力線載波通信技術在自動抄表系統中的應用

我國自20世紀80年代開始推行自動抄表技術，但發展相對緩慢。直到2006年開展引入低壓電力線載波通信技術才使得自動抄表行業邁入迅速增長的階段。電力載波抄表推動我國的自動抄表行業進入黃金發展階段，使自動抄表技術在社會日常生活中成為可能，極大的縮小了時間和空間對抄表工作的限制，有效提高了電能數據的準確性和具體性，不僅為電力管理部門提供了更加及時、詳盡、準確的電能數據，也讓用戶能夠隨時、自主的進行用電查詢。

3.2 低壓電力線載波通信技術在智能小區中的應用

目前，隨著計算機網絡技術、自動化技術以及智能技術的不斷發展，人們對這些高科技產品的應用和需求也越來越高，尤其是智能化小區概念的推出，使得人們對管理自動化、安全自動化、通信自動化的居住環境日漸的向往。而低壓電力線載波通信技術的引入，在很大程度上為智能化小區的實現提供了技術基礎和可能。目前，以低壓電力線載波通信技術為核心基礎，結合其他相關領域技術已經研發出了能夠應用和滿足于智能化小區要求的各項管理服務系統，包括停車場管理系統、遠程抄表系統（水、電、氣）、共信息顯示系統、供應管理系統、出入口控制系統、防盜及消防報警系統以及室外監控系統等。將這些低壓電力線載波通信系統進行科學、合理、系統的布置規劃，能夠有效實現為小區居民在日常生活各個方面的自動化、智能化管理服務。詳見圖2。

圖2 智能化小區各類低壓電力線載波通信系統圖

3.3 低壓電力線載波通信技術在智能家居中的應用

目前，隨著智能技術的不斷推廣和普遍，各種智能化家居設備、儀器也不斷涌現。而利用低壓電力線載波通信技術，能夠研發出智能化的家居網絡系統，即通過電腦將居民住宅內存在的各類微控制器（如電視、冰箱、空調、燈具、微波爐、熱水器等）相互連接起來，使之形成一個完整的家庭網絡，從而實現對家用設備電器的智能化、遠程化控制和管理。由于這種智能家庭網絡不需要進行信號線的重新布設，因而對人們住宅內的原有家具及環境不會造成破壞，且安裝簡單、維護方便、造價較低，能夠有效保障系統的安全性和穩定性，從而能夠有效滿足人們對智能化生活的向往和要求。

4 結語

目前，低壓電力線載波通信技術已經成為電力通信行業中的熱點技術和討論課題，這也使得低壓電力線載波通信技術成為當前以及未來最具有利用價值和應用前景的通信技術之一。因此，我國電力行業也應當加強對低壓電力線載波通信技術的深度研究，積極推廣和應用低壓電力線載波通信系統，從而不斷提高低壓電力線載波通信技術在我國通信網絡中的應用價值，進而有效促進我國通信行業的高效、經濟、安全、智能、可持續發展。

[1]張志宏.低壓電力線載波通信技術及應用探討[J].科技傳播，2011（13）：203+202.

[2]徐偉，王斌，姜元建.低壓電力線載波通信技術在用電信息采集系統中的應用[J].電測與儀表，2010（S2）：44～47.

[3]舒輝.低壓電力線載波通信技術的應用和發展狀況[J].安徽電氣工程職業技術學院學報，2008（03）：37～40.

[4]李榮幸.低壓電力線載波通信技術在用電信息采集系統中的應用研究[J].科技展望，2015（10）：11～12.

[5]馮春柳.淺談低壓電力線載波通信技術及應用[J].數字技術與應用，2015（08）：41+43.

[6]馬曉奇.電力線載波通信技術發展現狀及其應用前景[J].機電設備，2014（03）：36～40.

[7]王思彤，袁瑞銘，孫志杰.低壓電力載波技術及其在抄表系統中的應用[J].電測與儀表，2008（03）：258～259.

[8]劉曉勝，熊四軍，戚佳金.基于混沌跳頻的電力線交織編碼技術[J].電力系統自動化，2008（14）：1157～1158.

TM73

A

1004-7344（2016）21-0093-02

2016-7-10

陳錦偉（1973-），男，廣東廣州人，助理工程師，學士，主要從事通信工程建設工作。