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
方向滤波器：分割收发频带
线路滤波器：过滤信号频带，隔离载波通路与音频通路
多级变频与标准转接频谱
?一次变频：把原始信号通过一次变频搬移到线路传输频带
?多级变频：把原始信号通过多次变频，搬移到线路传输频带
?通路变频：把音频信号变频为上、下边带或将上、下边带还原成音频
?群变频：把由若干路边带信号所组成的群信号送到一个变频器进行变频
?
多级变频的优点
?有利于调制器后带通滤波器的设计与制造
?减少滤波器和载频种类
?实现较好的变频方案，减少串扰
?便于得到标准转接频谱，有利于机型统一和群间转接
CCITT建议的标准频谱
通路(0～4kHz) 指每路信号允许通过的频率范围，一般取为4kHz.
前群(12～24kHz) 由3个话路信号分别经12, 16kHz和20kHz载波变频，取上边带，组成12～24kHz 的3路群信号，称为前群。
基群(60～108kHz) 由12个电话通路组成的60～108kHz的标准群，称为基群。
超群(312～552kHz) 由5个基群组成的312—552kHz的60路标准群，称为超群。
主群（812～2044kHz) 由5个超群组成的812～2044kHz的标准300路群称为主群。
超主群由3个主群组成的8516～12388kHz标准的900话路的，大于900话路的巨群。
获得基群标准频谱的方法：
一次调制法12个话路频带通过一次调制直接搬到基群频谱上
二次调制法把12个话路分成若干组，经二次变频，搬移到基群频谱上
单晶滤波器法
频谱参差利用多个不同的线群调制载波频率，使得线路传输频谱互相错开。采用频谱参差可使解调后所得到的串扰话音信号变为不可懂串音，这样可以防止失密，并使分散通话者注意力的影响减轻，从而在效果上相当于减少了串音的影响。
频谱倒置在同杆两对传输线路上的两台载波机，所采用的线路传输频谱相同，但一台机采用上边带，一台机采用下边带，把可懂串音变为不可懂串音
电力线高频通道包括：结合滤波器JL（结合设备）、耦合电容器C、阻波器GZ(加工设备)和电力线路。
耦合装置：包括结合设备、加工设备及耦合电容
结合设备JL连接在耦合电容C的低压端和载波机的高频电缆GL之间。图中排流线圈1对工频信号呈现低阻抗，对载波信号呈现高阻抗，它的作用是给通过耦合电容的工频电流提供接地通路，从而将耦合电容器连接结合设备JL端子的电位限制在安全电压范围以内。接地刀闸2是为了满足在维修和其它需要时，可将结合设备输入端子可靠接地，以保证人身和设备的安全。主、副避雷器3.6是限制来自电力线雷电感应脉冲和工频操作过电压的冲击，以保护载波设备。匹配变量器4用来实现电力线路与高频电缆之间的阻抗匹配。
耦合电容器C连接在结合设备JL和高压电力线路之间，它的作用是传输高频信号，阻隔工频电流，并在电气性能上与结合设备中的调谐元件配合，形成高通滤波器或带通滤波器。耦合电容器的容量一般为3000—10000pF
线路阻波器GZ与电力线路串联，接于耦合电容器在线路上的连接点和变电所之间。线路阻波器GZ主要由强流线圈、保护元件及相应的电感、电容与电阻等调谐元件组成。线路阻波器的电感量一般为0.1—2mH。
在结合设备JL的输出端子和载波机之间一般用高频电缆GL连接，由于载波机的型号不同，高频电缆可以是不平衡电缆或平衡电缆。连接电缆的阻抗一般为75Ω（不平衡）和150Ω(平衡)。
电力线载波机ZJ：实现调制与解调
耦合电容器C和结合滤波器JL组成一个带通滤波器：通过高频载波信号，阻止工频高压和工频电流
线路阻波器GZ:是通过电力电流、阻止高频载波信
耦合方式：耦合方式有三种:相—相耦合方式，相一地耦合方式和相一相，相一地混合耦合方式。
相一地耦合方式将载波设备连接在一根相导线和大地之间。它的特点是只需一个耦合电容器和一个阻波器，在设备的使用上比较经济，因而得到了广泛的应用。但这种方式所引起的衰减比相—相耦合方式大，而且在相导线发生接地故障时高频衰减增加很多。需要指出的是，这种方式虽然耦合是一相对地，但实际的信号传输却包括其它两相在内，以复杂的相间波方式进行着。
相—相耦合方式需要两个耦合电容器和两个阻波器，耦合设备费用约为相一地耦合方式的两倍。但相—相耦合方式的优点是高频衰减小，并且当电力线路故障时，由于80％的故障属于单相故障，所以具有较高的安全性。
?载波频率范围：40～500kHz
?基本载波频带：4kHz
?标称载波频带：基本载波频带整数倍
?
标称阻抗指设计输入、输出电路所选取的，以及在使用条件下所适用的阻抗值。在载波机外线侧载波输出端的标称阻抗应为75Ω(不平衡式)或150Ω(平衡式)，要求在标称载波频带内发送方向的回波衰减应不小于10dB。在话音及信号输入、输出端，应采用平衡式电路，标称阻抗为600Ω，且有效传输频带内的回波衰减应不小于14dB。
乱真发射
乱真发射指在标称载波频带以外的一个或多个频率处的功率发射，它的电平可以减低而不影响信息的传输。乱真发射包括谐波、寄生信号和交调产物。
带阴影的倒漏斗线代表在标称载波频带以外的各个频率处所允许的乱真发射的最高电平值。
BN表示标称载波频带，B表示距离标称载波频带的间隔。
纵坐标尺A1适用于标称载波功率小于或等于40W的电力线载波机，它的坐标刻度值代表实测乱真发射电平Lsp。
纵坐标尺A2适用于标称载波功率大于40W的电力线载波机。A2纵坐标尺的刻度值为相对电平值，它表示实测乱真发射电平Lsp ，与电力线载波机标称载波功率电平Ln 之差。
对于某一台具体载波机，当将其实测得到的乱真发射电平值(或其相对值)标注在图中时，若其值于倒漏斗线以下时则为合格，否则其乱真发射指标不合格。
例如，对于标称载波功率大于40W的载波机，应选用A2纵坐标尺，并由此可确定在紧邻频率(OB )处所允许的最高乱真发射电平为-56dB，而在间隔1B处为-68dB，而在问隔2B处为-80dB 。
单边带电力线载波机的体系结构
电力线载波机通常由下列各部分组成:
(1)话音信号传输系统。它是载波机骨干电路，包括发信支路和收信支路，
用于完成话音信号以及二次复用信号的频率搬移、发送和接收。
(2)远动信号复用系统。作为远动装置与载波机之间的接口电路，完成平衡电路
与不平衡电路的转换，以及信号接口电平的配合与调整，用以保证载波机
的正常工作和音频远动信号通过载波通路顺利传输。
(3)呼叫信号系统(振铃系统)。包括呼叫发送电路和呼叫接收电路两部分，用以
完成直流呼叫信号与音频呼叫信号的转换。
(4)优先强拆信号系统。用以完成自动交换系统中直流强拆信号与载波通路中
音频强拆信号的相互转换。
(5)高频保护信号复用系统。未复用高频保护的电力线载波机无此系统。
(6)载频供给系统。用以产生各种载频和导频。
(7)自动电平调节系统(导频系统)。主要用于补偿高频通道在运行过程中衰减
的变化，保证收信端传输电平稳定。
(8)电源供给系统。
(9)告警系统。
(10)自动交换系统。国外电力线载波机一般不带自动交换系统，而是采用由
数台载波机共用一台自动电话小交换机的办法来提高载波通路的利用率。
中频转接的特点：
1，中频转接是在中频段进行的，中频信号含有话音和远动信号，因此，这种转接方式可以将话音和远动通信同时进行转接。
2，在中频转接过程中，信号仅通过一次调制和一次解调，因此由转接引起的信号失真比较小
3，中频转接后，送往高频通道的高频信号频率发生了变化，但经放大都获得了增益。因此，中频转接实际上起到了频率变换式增音的作用
4，中转站B1,B2两台单路机中频转接时，只起到一台增音机的作用，他们的音频部分平时无用，但当通信电路维护检修时，中转站可以利用音频部分分别和A,C站实现通话，所以保留B1,B2机的音频部分是有实际价值的
中频转接的不足：
中转机必须防止导频信号二次发送，否则，将会造成对方自动电平调节系统工作混乱。
解决的办法是，在中频转接时，可以用中频带通滤波器或采取其他办法对导频信号加以抑制。
终端站的载波机不能采用最终同步法实现音频信号的最终同步。
绝缘地线载波通信包含：架空地线G，线路设备和载波机ZJ组成。
架空地线的线路设备包括放电间隙P，接地排流线圈L，混合电容器C和阻抗匹配变量器T.
放电间隙P起防雷击等作用。
接地排流线圈L的作用是在电力线正常运行和非正常运行时，将架空地线上因电磁感应产生的大电流(含工频电流、由故障产生的感应过电流和雷击电流等)排入大地。
另外排流线圈的电感和耦合电容C构成一个高通滤波器，以阻止工频高次谐波的干扰进入载波机。
阻抗匹配变量器B用于将架空地线的特性阻抗(线地耦合架空地线的特性阻抗为5000Ω)与高频电缆的特性阻抗(75Ω)实现阻抗匹配。
绝缘地线载波通信优点：
(1)绝缘地线载波的线路设备简单，不需要高频阻波器和高压耦合电容器，因此对工
程施工和设备制造均带来方便，并具有经济意义。
(2)架空地线上感应的工频电流和电压大大低于相导线上的值，因此地线载波通
道中的杂音干扰电平比电力线通道中的杂音干扰电平低许多(约低5～10dB)。因此如果采用良导体绝缘架空地线。在同一发信电平下，地线载波通道的传输距离较远。
(3)线路设备简单和线路杂音电平的降低，使得地线载波的工作频率范围可从低
频8kHz开始，这样不仅使线路衰减有所降低，而且可以充分利用电力线载波无法使用的40kHz以下的频段。
(4)在电力线停电作业、相导线加挂地线的情况下，电力线载波通道不能通话，
但地线载波通道仍可维持通信。这对于那些途经山区，交通不便的线路，开设流动性检修通信特别适用。
另外，绝缘地线载波易于实现多路通信，因此可以取得更大的经济效益。但是地线载波在雷击或线路故障瞬间，由于接地间隙击穿放电，有可能引起地线载波通信瞬时性中断。这种瞬时性中断对电话和远动信号来说不会产生影响，但对高频保护信号的传输影响较大。
分裂相导线载波通信系统中, 线路设备包括高频阻波器GZ，高频自耦变量器GB,耦合电容器C和结合滤波器JL。为简单起见，阻波器可以采用1/4波长的短路线代替。
优点(1)分裂相导钱对地处于平衡状态，相似于架空明线。因此向外辐射和感应的干扰电平都很小，故线路频谱宽，上限频率可高达2MHz，为开通大容量通道提供了条件。
优点(2)线路衰减小，各相之间的跨越衰减大。因此，在同一条电力线路的非同名相，以及同名相的相邻线段上，都可以重复使用频率，从而有效地增加信道容量。
优点(3) 用于分裂相导线载波通道上的地线载波设备，可以采用外部加接功率放大器的明线多路载波机，以实现多路通信。
缺点是:导线覆冰积雪时衰减增加较快，这是在使用中应注意的主要问题。
第二章载波通路的质量指标
电话传输质量评判的三个要素:
响度，即收听到话音的大小程度；
清晰度，即收听到话音的清晰可懂的程度；
逼真度，即收听到话音音色和特性的不失真程度。
电话传输质量评判的电气指标
?机内传输电平：反映信号大小和传输情况，
度量通信传输规律
?通路净衰减：反映通道全程传输衰减
?净衰减频率特性：反映载波频带内各频率与
测试信号衰减偏差与频率之间的关系
?通路振幅特性：反映通路输入和输出端电平的线性和非线性关系
?通路稳定度：反映通信系统的正常运行可靠性程度
?乱真发射：反映系统对标称载波频带外的频率的功率发射值
?选择性：反映接收支路对收信频带的滤波特性
?通路的杂音：反映通路中对信号的干扰
?通路的串音：反映通道内通路间信号的干扰
?载频同步：反映恢复原始信号的能力
?回音：自发自收
?群时延失真：群路时延工作在非线性状态
?振铃边际：反映呼叫收铃器的工作可靠性
机内传输电平载波通路的始端即音频二线端送入800Hz，OdBm/600Ω功率电平的测试信号时，全通路在正常情况下，各个部件输入输出端测试点上所测得的功率电平值。
传输电平带来的问题
太高，会使通路中某些元、部件过负荷，从而造成通路振福特性变坏，产生非线性
失真，引起设备内部各通路之间的串话干扰。
太低，则在杂音一定情况下，信杂比降低，杂音影响加剧，也会损害通信质量。
?在电力线载波通信系统中，中频转接点电平我国规定为：发信和收信都是-31dBr,阻抗
600Ω
?低频转接点电平为:发信和收信电平都是-14dBr,阻抗为600Ω
?音频转接分有固定音频转接和自动音频转接
固定音频转接点电平与通信线载波机相同，以便二种设备间的相互转接
自动音频转接点电平是收信和发信电平都为-7dBr,阻抗为600Ω
通路净衰减是指载波电话通路始端输入电平与终端接收电平的差值。指长途通路全程在一个传输方向上，全程的总衰减与总增益之差。（正值是衰减，负值是增益）
?净衰减的必要性:太大：响度不足
太小：稳定度降低，路际串扰
线路衰减变化和电源波动的影响
第三章电力线高频通道
高频信号是相对于工频信号而言，是电力线上传输的通信信号。主要包括语音、远动和保护三种信号。
电力线高频通道包括：阻波器、结合电容、结合滤波器、高频电缆和电力线路。
结合设备
组成：
耦合电容：隔离工频强电，保证高频信号通过。
结合滤波器: 滤出通信频率，阻止其它频率。
高频电缆：同轴电缆将高频信号引到室内载波机上
结合滤波器
作用：
滤出高频通信信号
使泄漏的工频信号接地
完成阻抗变换：高频电缆阻抗：75欧姆
相地结合阻抗：400欧姆
基本要求
带宽要求：符合滤波器的上、下限截止频率
阻抗要求：实现线路侧、电缆侧的阻抗匹配
工作衰减：工作衰减小
（对工频电流呈现高阻抗
高频传输频带内，工作衰耗足够小
回波衰耗足够大
谐波衰耗足够大）
结构类型
?补偿网络式：单调节式，双调节式，易失谐，很少使用
?滤波器式：就是一个真正的LC带通滤波器。
?变压器式：自耦变压器式，不易失谐，目前应用最广
加工设备（阻波器）
阻波器的作用：阻高频，通工频(阻波器装在变电站各相线的出入口）
阻波器的类型：宽带：阻止30～500kHZ整个频带的信号（目前的主要应用型式）窄带：只对通信频率进行阻波。
对阻波器的要求：
1）必须有阻性分量：
?要求其阻抗要有阻性分量，该阻性分量的大小由变电站介入损耗决定。
?原因：变电站的输入阻抗是非常复杂的，可能是容性，也可能是感性，在最坏的情况下可能为完全容性。阻波器的阻抗如果没有阻性分量为纯感性，这时就会产生谐振，从而不能起到阻波高频信号的作用。而阻波器阻性分量的加入就会避免这种现象。
（2）耐高压/高电流
?阻波器串联在输电线路，它必须能通过高压，强电流。
?当电力线发生短路故障时，电力线中的电流非常大。其瞬间的冲击电流是短路电流的2.5倍。在设计阻波器时应考虑到短路电流出现时，不应该损坏。
第四章压缩扩展器
话音信号在电力线通道中传输的两个问题
(1)当发送低电平信号时，信杂比过低
(2)当发送高电平信号时，易产生非线性失真
压控器的作用
压缩器可以压缩话音信号的动态范围，提高弱信号的电平，降低强信号的电平，使得信号在传输过程中有较强抗干扰能力，并且能充分利用线路放大器的功率容量。
扩展器将话音信号还原，以达到不失真的传输话音信号
压扩器的特性压缩扩展器(简称压扩器)的特性反映的是压扩器输出电平与输入电平之间的关系。表示形式有两种：一是传输电平图，二是电平特性曲线。
压缩器的特性
压缩器的作用是对话音信号的动态范围进行压缩，使其低电平信号得以提高，对高电平信号给以衰减。
扩展器的特性
扩展器的作用与压缩器相反，它是把对方送来的已被压缩的话音信号加以扩展，以恢复原话音信号电平的动态范围。
压扩器抑制电路串杂音的原理：压扩器的作用是抑制电路中的串杂音，改善信杂比，其抑制原理在通路有信号传输的讲话期间和无信号传输的空闲时间是不同的。
电路空闲期间压扩器对串杂音的抑制：
1，在压缩器之前，扩展器之后产生的串杂音。压扩器无改善作用。因为压缩器之前产生的串杂音同时受到压缩器和扩展器的作用，扩展器之后产生的串杂音未经压扩器，因此，对于这种杂音压扩器无能为力。
2，在压扩器之间产生的串杂音，压扩器有改善作用。由于这种串杂音只经过扩展器，因此，其中杂音的抑制程度完全取决于扩展器的衰减且与压缩器无关。
通路有话音信号时，压扩器对串杂音的抑制：
1，压缩器之前，扩展器之后产生的串杂音，压扩器同样无改善作用。
2，压扩器之间产生的串杂音，压扩器有抑制作用。由于此时信号经过压缩器，串杂音未经过压缩器，而它们又同时通过扩展器，因此，串杂音的抑制程度完全取决于压缩器的增益。
压缩器采用的是反接式控制(又称后向控制)，即从输出端取出信号电压，经整流控制电路后控制变耗器。扩展器采用的是顺接式控制(又称前向控制)，即从输入端取出信号电压，经整流控制电路后控制变耗器
压缩器结构方框图扩展其结构方框图
压缩器的工作原理是：从压缩器的输出端取出部分话音信号能量，经整流控制电路形成控制电流。当压缩器输入信号电平等于所设计的零增益电平时，变耗器的衰减值与放大器的增益相等，因此，信号经压缩器后，电平不发生变化。当压缩器的输入信号电平高于零增益电平时，输出电平升高，控制电流增大，二极管的交流电阻减小。变耗器衰减增大，使输出电平降低；反之，使输出电平升高。通过变耗器衰减值随输入信号电平大小而相应变化的自动调节过程，实现了压缩话音信号动态范围的目的。
扩展器的工作原理是：从扩展器的输入端取出部分话音信号能量经整流器产生控制电流，当输入信号电平等于零增益电平，扩展器对此电平既无增益又无衰减，保持电平值不变。当输入信号电平高于零增益电平，控制电流增大，可变电阻减小，变耗器衰减减小，输出电平增高，实现了高电平的扩展。反之，当输入电平下降，使输出低电平进一步下降，实现了低电平的扩展。
瞬态失真
无论何种压扩器的整流控制电路都存在滤波电容，它两端的电压不能突变。当信号幅度突变时，由于控制电流可能跟不上信号幅度的变化，从而造成压扩器输出信号波形失真，即所谓瞬态失真。
压缩器的瞬态失真
压缩器的启动时间和恢复时间：
?启动时间过长，压缩器对话音高电平的衰减太慢，有可能使压缩器后面的部件过负荷，造成非线性失真；启动时间过短，压缩器的增益与峰值有关，而不是与平均音量相关，造成环路自激现象。
?恢复时间过长，会使通话音量较大时，后面的尾音听不见，而恢复时间太短，则会增加通话间歇时的噪声成分。
?由理论分析表明，启动时间和恢复时间的长短与滤波电路的RC值成正比。启动时间和恢复时间短，说明滤波电路的RC时间常数太小，因此，由于滤波不良也会造成信号有较大的非线性失真。所以，启动和恢复时间要有一个合适的取值。
扩展器的瞬态失真
扩展器的输入信号幅度突然发生变化时，输出信号的波形也经历了启动过程和恢复过程，产生瞬态失真。它的产生原因与形成过程与压缩器完全一致。
第五章调幅器
在载波通信中仅采用调幅方式，即用所传输的低频信号（调制信号）去控制高频振荡波（载波）的振幅，使高频振荡波的振幅按照低频信号的规律变化。因此载波机中的调制器与解调器也常称为调幅器与反调幅器。
减小调制器非线性失真的方法：提高调制器电路的平衡度，减小调制系数（令调制信号的幅度远小于载波幅度）
载漏：
调制器的载漏是指当没有调制信号输入时，在调制器输出端所测得的载频电平值。载频泄漏将使群路设备过负荷，并与其他频率产生交调，形成路间串扰，以及形成固定频率干扰。在某些采用部分抑制载频的载波通信系统中，载漏还会造成自动电平调节系统错误动作。因此在调制器输出端的载漏应越小越好。一般要求载漏电平比信号电平低26dB。载漏的大小主要决定于调制器的平衡度和滤波器对载频的抑制能力
第六章自动电平调节系统
按执行元件分类
1.热电式
执行元件为热敏电阻是目前应用最多的。例如：ZDD-12、ES500型等电力线载波机，ZM305
型、小同轴300路及中同轴1800路等多路载波机均采用这种调节方式。
2.电调式
执行元件为晶体管或场效应管。某些电力线载波机，如ZJ-5、ZDD-27型采用电调式。
3.无执行元件式
直接采用模拟乘法器或AGC放大器构成，如S-2型等电力载波机。
按控制器类型分类
1.比例型这类调节系统的控制器为直流放大器，其输出电压增量与输入电压增量之间成线性比例关系ΔUc=KΔUd。这类调节的特点是,调节完成后输出电平的偏差被减小，但不能消除，存在着一定的偏差，此偏差称为“静差”。
2.积分型控制器的输出增量和输入增量之间成积分关系ΔUc=
ΔUd dt。这类调节的特
点是调节完成后，不存在原理性偏差，为无静差系统。（电机调节系统、多孔磁心调节系统）3.脉冲积分型这类调节系统的调节作用受脉冲发生器的周期性脉冲控制，步进式地进行调节。（数字式调节系统、多孔磁心调节系统）
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。
抄表系统及其方法 本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元；所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号；所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式传送的抄表信号；控制单元用于信道状况的侦测，根据侦测结果控制抄表系统在电力线宽带载波通信以及无线通信之间的信道自动切换，切换信道后进行自动组网，并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进行格式转换生成电表数据。本抄表系统利用宽带载波通信可靠性高、数据传输率高、数据容量大、双向传输等特点，将无线通信方式以及电力线通信方式相互结合，使抄表布线等现场施工工作变得简便灵活。 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 PLC = Power Line Carrier,电力线载波 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，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。 近年来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。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用： 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和 60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，
通信领域中电力线载波通信的应用及其原理 Power Line Carrier 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。 电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统，调度自动化系统，被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化网络运营市场化和管理现代化的基础，是确保电网安全稳定经济运行的重要手段，是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。长期以来，电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络。目前，在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上，多数已开通电力线载波通道[1]。形成了庞大的电力线载波通信网，该网络主要用于地市级或以下供电部门构成面向终端变电站及大用户的调度通信远动及综合自动化通道使用。 近年来，随着光纤通信的发展，电力线载波通信已从主导的电力通信方式改变为辅助通信方式，但是由于我国电力通信发展水平的不平衡，由于电力通信规程要求主要变电站必须具有两条
电力线载波通信---有线通信
电力线载波通信---有线通信
抄表系统及其方法 本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载 波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元；所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号；所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式 传送的抄表信号；控制单元用于信道状况的侦测，根据侦测结果控制抄表系统在电力线宽带载波通信以及无线通信之间的信道自动切换，切换信道后进行自动组网，并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进 行格式转换生成电表数据。本抄表系统利用宽带载波通信可靠性高、数据传输率高、数据容量大、双向传输等特点，将无线通信方式以及电力线通信方式相互结合，使抄表布线等现场施工工作变得简便灵活。 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 PLC = Power Line Carrier,电力线载波 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，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。 近年来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。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用： 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和 60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用； 5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。
PL2102--功能特征 PL2000A/B 是专为电力线通讯网络设计的半双工异步调制解调器，是PL2000 的升级产品。它仅由单一的 +5V 电源供电，以及一个外部的接口电路与电力线耦合。PL2000A/B 除具备原有系统基本的通讯控制功能外，还内置了四种常用的功能电路：32 Bytes SRAM，电压监测，看门狗定时器及复位电路，它们通过标准的 I2C接口与外部的微处理器相联。PL2000B内建高灵敏度放大器及四象限模拟乘法器，进一步提高了集成度（无需外部模拟混频器）。 PL2000A/B 是特别针对中国电力网恶劣的信道环境所研制开发的低压电力线载波通信芯片，低信噪比数据传输性能比 PL2000 有了大幅度的提高，同时将数据传输速率提升一倍。由于采用了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术，以及大规模数字 /模拟混合 0.5um CMOS 工艺制作，所以在抗干扰、抗衰落性能以及国内外同类产品性能价格比等方面有着更加出众的表现。
■0.35um CMOS 数摸混合集成电路 ■直序扩频半双工异步调制解调器 ■二相相移键控，120KHz载频，带宽15KHz，传输速率500 bps ■接收灵敏度：100μVRMS ■15位伪码长度,可编程同步捕获门限 ■I2C串行通信接口 ■32Bytes SRAM (电池维护) ■可编程实时钟(秒/分/时/日/月/星期/年) (电池维护),支持数字频率校正 ■上电复位/电压监测电路及看门狗定时器 ■单+5V供电，I/O 口带 2500V ESD 保护 ■工业级温度标准: -40oC ~ +85oC ■SOP20 / SOP24 / SOP28 封装 典型应用图： 基于PL2101的单片机低压电力线载波通信接口扩展 发布:2011-09-05 | 作者: | 来源: menglongfei | 查看:328次 | 用户关注： 本文介绍了低压电力线通信接口芯片PL2101与MSP430F149的接口。早期的低压电力线载波通信芯片的接口电路相对复杂、抗干扰能力差，且多为国外产品，性价比低，因此，单片机系统较少采用低压电力线载波通信。随着通信技术的发展，新型低压电力线载波通信接口芯片解决了以上缺点，使得单片机系统采用低压电
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 表示了ofdm 的基本原理[2 ] 。假设一个周期内传送的符号序 列为(d0 , d1 , ?, dn-1),每一个符号di 是经过基带调制后的复信号, di = ai+j bi , 串行符号序列的间隔为δt= 1/ fs,其中fs 是系统的符号传输速率。串并转换之后,它们 分别调制n 个子载波(f0 , f1 , ?fn-1),这n 个子载波频分复用整个信道带宽,相邻子载 波之间的频率间隔为1/ t , 符号周期t从δt增加到nδt。合成的传输信～号可以用 其低通复包络d (t) 表示。 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) 。由于dsp 和大规模集成电路技术的推动, ofdm 调制技术已经得到广泛应用,在数字音频广播(dab) 和数字视频广播(dvb -t) 领域中被欧洲地面广播标准采纳。采用ofdm 技术在电力线上高速传输数据也有产品问世,如homeplug 组织成员中的 intellon 公司产品powerpacket , 传输速率可以达到14 mbit/s , 频带4. 3～20. 9 mhz ,84 个子载波,支持dqpsk ,dbpsk ,robo 调制。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
电力线载波通信的特点 一、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。 二、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中压配电网和低压用户配电网中，除了新上的载波信号之外，不存在其它高频信号，并且一般为多址传输，因此通道容量问题并不突出。 三、可靠性要求高 有两个原因要求电力线载波机具有较高的可靠性，一是在电力系统中传输重要调度信息的需要；另一是电压隔离的人身安全需要。为此，电力线载波机在出厂前必须进行高温老化处理，最终检验必须包含安全性检验项目。为此，国家质检总局从八十年代开始即对电力线载波机（类）产品实行了强制性生产许可证管理[4]。随着时代的进步，目前管理的范围已包括各种电压等级的载波机、继电保护收发信机、载波数据传输装置（如配网自动化和抄表系统的载波部分）和电线上网调制解调器。目前大多数高压及中压电力线载波机生产企业已按照生产许可证的要求建立了较为完善的质量体系。 四、线路噪声大 电力线路作为通信媒介带来的噪声干扰远比电信线路大得多（见图1），在高压电力线路上，游离放电电晕、绝缘子污闪放电、开关操作等产生的噪声比较大，尤其是突发噪声具有较高的电平（见图1）。根据国外资料描述，电力线的噪声特性可分为四种类型： 1、具有平滑功率谱的背景噪声，这种类型噪声的功率谱密度是频率的减函数，如电晕噪声。这种噪声特性可以用带干扰的时变线性滤波模型来描述。 2、脉冲噪声，由开关操作引起，这种噪声与电站操作活动的关系较大。 3、电网频率同步的噪声，主要由整流设备产生。 4、与电网频率无关的窄带干扰，主要由其它电力设备的电磁辐射引起。 一般电晕噪声电平大致为：220kV -25dB；110kV -35dB（带宽为5kHz），在工业区、沿海地区、高海拔地区、新线路、升压线路和绝缘设备存在微小放电的线路上噪声电平还将增
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
电力线载波技术特点 电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，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。 但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用： 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据
传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用； 5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。 虽然技术问题随着时间的发展，最终都能被解决被克服，但是从目前国内宽带网建设的情况来看，留给PLC的时间和空间并不宽裕。2000年以来各大运营商大规模推出ADSL、光纤、无线网络等多种宽带接入业务，留给电力线上网的生存空间，已经不断被其他接入方式压缩。现在，PLC除了在远程抄表上有所应用外，已没有了当初的豪言壮语。 随着家庭智能系统这个话题的兴起，也给PLC带来了一个新的舞台。在目前的家庭智能系统中，以PC机为核心的家庭智能系统是最受人热捧的。该系统的观念就是，随着电脑的普及，可以将所有家用电器需要处理的数据都交给电脑来完成。这样就需要在家电与PC间构建一个数据传送网络，现在大家都看好无线，但是在家庭这个环境中，“墙多”这一特征严重影响着无线传输的质量，特别是在别墅和跃层式住宅中这一缺陷更加明显。如果架设专用有线网络除了增加成本，那么家电的位置今后也无法随意挪动。 PLC的最大特点：不需要重新架设网络，只要有电线，就
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
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/c31430625.html, 浅析电力线载波通信的意义及发展状况 作者：李青波黄肇 来源：《市场周刊·市场版》2017年第07期 摘要：随着我国电力事业的迅速发展，传统的用电抄收管理方式己经不能满足市场需求。本文在大量收集查阅国内外有关远程抄表系统资料、深入用户及用电管理部门广泛调研的基础上，提出了一种采用低压电力线载波通信技术的远程自动抄表系统。该系统具有三层网络结构，即上位机管理系统、集中器和载波电表。重点分析研究了集中器及其与各组成部分的通信。由于我国低压电力线上存在的高削减、高噪声、高变形，必须采用特殊的通信技术。 关键词：电力线载波；集中器；抄表系统 当今世界，作为输送能源的电力线是一个近乎天然、入户率绝对第一的物理网络。而电力线现在的功能仅仅是传送电能，如何利用网络资源潜力，在不影响传输电能的基础上实现窄带通信或宽带通信，使之成为继电信、电话、无线通信和卫星通信之后的又一通信网，是多年来国内外科技人员的又一目标。要使电力网成为一个新的通信网，技术手段只有载波通信。电力线载波通信就是以电力网作为信道，实现数据传递和信息交换。因为电源线路是每个家庭最为普通也是覆盖最为宽广的一种物理媒介，其覆盖面超过有线电视网络甚至电话线路，同时由于利用现有的电力网实现数字通信，可以大大减少通信网建设的费用，因而利用电源线路实现数据通信的技术有着可观的经济效益和应用前景。 电力线载波通信又分为35KV以上的高压载波通信、10KV配电网的载波通信和民用（400V以下）电力线载波通信。在技术上高压载波通信主要为业内业务通信，由于网络专一性，其简单的数据通信在国内外基本成熟，进入千家万户的民用电力网才是最大的通信物理网络。但在该网络上实现通信一直是全世界科技工作者的研究课题。由于低压电力线上实现通信又很多技术难点，如网络不规范、节点多、隔离多、随机干扰等。也可以说民用电力网对通信而言是一个不确定、无规则、网络特性呈拓扑特性的非标准通信网，是通信网络的一大挑战课题。本文研究的对象正是低压电力线通信。 一、低压电力线通信的特点 总的说来，低压电力线信道的特点主要包括下面几个方面的内容： （一）噪声和干扰大 低压电力线网络中，各式各样的家用电器和办公设备产生的噪声和干扰严重污染着电力线通信环境。己有的研究结果表明，噪声的大量存在是实现数据在低压电力线上优质传输的主要障碍之一。现在把各种噪声干扰主要来源归纳为4个方面：（1）可控硅器件和一些电源电路产生的60Hz的倍频谐波（注：美国电力线频率为60Hz）；（2）平滑频谱噪声，其频谱平
宽带电力线载波通讯和智能电网 电力线载波通讯――PLC，是一种通过电线进行数据传输的通信技术。换句话说，PLC是利用现有电网作为信号的传递介质，使电网在传输电力的同时可以进行数据通讯。这种方式能够有效监测和控制电网中的电力设备、仪表以及家用电器。同时，电力线载波技术即插即用，大大提高了生产、工作和生活效率，在很大程度上节约了布线施工成本，而且其稳定、可靠、丰富的资源系统也易于获取。上述种种特点及优势使其相比较其它通讯方式更胜一筹。 目前，电力线载波技术日渐主导电力系统和民用生活的通讯方式。根据载波 频率、载波速率、载波调制方式，行业内部分为两大阵营： 低速窄带阵营采用1～500kHz的频段载波，速率通常在1.5～10Kbps之间，简单的OFDM扩频调制方式； 高速宽带阵营采用1～30MHz的载波频率，速率通常在1～200Mbps之间， 基于成熟的DMT的调制方式。近年来，国内外开始普遍向宽带高速率PLC转移，
表1 宽带载波和窄带载波技术比对表 宽带电力线载波的优势 宽带电力线载波之所以优于窄带电力线载波技术，可从表1的比对中获得一瞥。 不同于传统的OFDM方式，基于OFDM的DMT技术使用自适应载码算法瞬时计算所有子通道中的信噪比，根据其结果动态地为各信道添加负载（从0－bit负载～3或10～bit负载），同时预测下一瞬间的信噪分布并自行学习电网干扰概算，有效规避干扰，优化载波质量，并从根本上降低了宽带载波芯片的功耗，从而做到＜0.9W。 基于宽带电力线载波的智能电网（BPL－AMI） 宽带电力线载波技术诞生伊始，其目的是为了解决最后一公里的问题，并提供高速的互联网接入服务，近年来主要趋向电力设备通信。随着公用事业部门对于信息化改革要求的日益挺进，智能电网的概念也不禁悄然出现。智能电网的应用非常广泛，包括AMR（远程抄表）、负载控制、变压器监控、电能质量远程测量、安全监视、分时费率（TOU）、动态计费和其它各种增值服务等，例如电力线电话和互联网信息服务。 尽管其它各种网络通讯技术在智能电网的实现过程中百家争鸣，但宽带电力线载波技术无论在可行性、最优控制、成本、铺设等诸多因素中更拔头筹。其中最令人瞩目的、也是最重要的一个原因就是宽带电力线载波技术仅仅使用电网中现有的基础网络作为构架，无需另外花费安装和租用线路和设备、主站和主站、中心和局部的网络通讯。同时，宽带电力线载波通信可实现庞大数据稳定可靠的双方向实时传输，为电力公司、甚至物业部门有效规划和管理各种服务提供了便利条件。此外，宽带电力线载波提供足够的带宽，不仅提高了通讯性能，同时确保大范围、全面整合覆盖电网中的节点和设备，在数据流量和稳定性方面，具有窄带电力线窄波不可比拟的优势。 基于宽带电力线载波（BPL）的远程抄表系统 AMR（远程抄表）是智能电网系统中最基本的应用，宽带电力线载波电能表是其实现过程中最重要的环节。 远程抄表（AMR）是把电能表以及其它接入电能表中的仪表（水、煤气）使用量通过电力线传输到数据库服务器，并进行计费和使用量数据分析，也就是说用电（水、煤气）收费将无需依靠人工上门、估算等原始落后的方法来实现。同时供需双方能更好地进行互动，进而提高服务质量，拓展业务渠道。另一方面实时精准的用电数据确保供电部门得到一手的、丰富的信息资料。例如，按使用时
单相智能电表之电力线载波通信 1、研究设计背景 1.1综述 低压电力线载波PLC(Power Line Carrier)通信是以低压配电线(380 V／220 V电力线)作为信息传输媒介进行数据或语音等传输的一种特殊通信方式。电力线网络是目前覆盖范围最广的网络，有着巨大的潜在利用价值。国外对此研究已有近百年的历史，在理论和技术上有着绝对的优势。我国电力网比较独特，直接利用国外先进技术和产品并不能取得令人满意的效果。目前国内参与低压电力载波通信研究的公司、高校及研究机构日益增多，已经在通信信道的特性分析和建模、关键的调制技术的研究、通信芯片及相应产品的研制和应用、市场化运营及相关法规制定等方面取得了一定的成果。 1.2发展历程及现状 1.2.1 国外发展情况 电力线是最普及、覆盖范围最为广阔的一种物理介质，因此，电力线载波通信作为上一世纪20年代的产物，现在利用电力线高速数据通信技术仍然是国内外许多大公司的热点。 97年英国的Norweb通讯公司和加拿大Nortel(北电网络)利用丌发的数字电力线载波技术，实现了在低压配电网上进行的1Mbit／s的速率数据传输的远程通信，并进行了该技术市场推广。 随后，许多国家研究机构纷纷开展了高速电力线通信技术的研究和开发，产品的传输速率也从1Mbit／s发展到2、14、24Mbit／s甚至更高。 国际各大公司纷纷推出PLC调制解调芯片，其中主要有美国Intellon公司的14、54、85和200Mbit／s芯片，西班牙DS2公司45和200Mbit／s芯片等等。其中以美国Intellon公司的14 Mbit／s芯片应用最为普遍，大部分电力线载波系统都是基于该芯片开发的。 目前，电力线载波通信在欧洲发展比较快，欧盟为促进电力线载波技术发展，在2004年启动了OPERA(Open PLC European Research Alliance)的计划，致力于制定欧洲统一的PLC技术标准，推动大规模的商业化应用，并将PLC作为实现信息化欧洲的重要技术手段。 美国也不甘示弱，在它倡导下成立了“家庭插电联盟”，致力于标准研究，
电力载波通信的发展及特点(同名18626)
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。 关键词电力线载波通信发展应用 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。 1 电力线载波通信的发展及现状 1.1 我国电力线载波通信的现状 电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础；是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段；是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。长期以来，电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络，目前在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上多数已开通电力线载波通道[1]，形成了庞大的电
电力载波通信的发展及特点
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。 关键词电力线载波通信发展应用 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。 1 电力线载波通信的发展及现状 1.1 我国电力线载波通信的现状 电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础；是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段；是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。长期以来，电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络，目前在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上多数已开通电力线载波通道[1]，形成了庞大的电
电力载波通信原理_电力载波通信的优缺点 电力线载波通信简介电力线载波通信（powerlinecarriercommunication）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。 载波通信方式（1）电力线载波通信。这种通信具有高度的可靠性和经济性，且于调度管理的分布基本一致。但这种方式受可用频谱的限制，并且抗干扰性能稍差。 （2）绝缘架空地线载波通信。这种通信设备简单、造价低，可扩展电力线载波通信频谱，送电线路检修接地期间可以不中断通信，受系统短路接地故障影响较小，易实现长距离通信。其缺点是易发生瞬时中断。 电力载波通信的优点只需要两端加上阻波器等少量设备即可实现通讯、远传等功能，投资小！ 电力线载波通信的缺点1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10dB-30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和60HZ，则周期为20ms 和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交