电力线载波通信详解

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。

电力载波通信技术介绍
电力载波通信物理层是一种利用交流电力线载波传输数据信号的技术，它可以将数据信号频带嵌入到交流电力线上，达到电力线上传输数据信号的目的。

电力载波通信物理层主要由三个部分组成：信号编码译码、调制解调和载波耦合。

下图为电力载波的基本框图
◦信号编码译码部分
原始发射的数据信号，通过编码器编码成特定的数字比特流，该编码的目的在于将要传输的数字信息携带一些帧头、校验、纠错信息，提高数字信号的稳定性，编码出的 bit 流信息传输给下一步的调制器，当译码器收到 bit 流的信息后使用逆向过程进行译码操作，并校验数据的有效性，从而恢复原始的有用数据信息。

◦信号编码译码部分
调制器从编码器接收过来的 bit 流信息后，使用特殊的调制技术将其调制到 40~500Khz 的高频信号上去，调制方式有调幅、调频、调相的方式，目前大多数通信还是使用的是调频方式进行调制，将最终的调制信号通过发射电路的驱动放大后，送到了耦合器上，当解调器接收到来自耦合器的信号时，先将微弱的信号进行滤波放大后再传输给 ADC 采集器进行模拟采样，处理器根据采样得到的信号进行调频信号的解调后生成了 bit 流传输给译码器。

◦载波信号耦合部分
是将 40~500kHz 的载波信号通过该耦合器耦合到 50HZ 的交流电中去，注意这里载波信号相对与交流电的 220v 的幅度来说很少，只有几伏，不会改变交流电上的交流频率。

接收部分的耦合器会将 50Hz、220V 的交流电过滤掉后只留下 40~500kHz 载波小信号，将会传输给接收放大器进行小信号放大作用。

以上介绍了电力载波通信的基本原理，与大致的组成部分，后面章节将会详细介绍各个部分详细的硬件与软件设计方案。

电力线路载波通讯随着社会的进步和科技的发展，电力供应已经成为人们生活中不可或缺的部分。

为了提高电力系统的安全性和可靠性，电力线路的通讯系统也逐渐发展起来。

其中，电力线路载波通讯技术因其高效、可靠的特点而备受关注。

本文将从电力线路载波通讯的基本原理、应用领域以及未来发展趋势等方面进行探讨。

一、基本原理电力线路载波通讯是一种将电力线路作为传输介质的通信方式，利用电力线路本身的特性进行数据传输。

其基本原理是利用频率高于电力系统运行频率的载波信号，通过调制、解调等技术手段，在电力线路中传输通信信号。

通过在电力线路上布设载波通信设备，可以实现在电力线路上双向传输数据。

在电力线路载波通讯中，主要采用的载波信号频段有低频载波和高频载波两种。

低频载波一般选择在2kHz到150kHz的频段，适用于远程距离传输；高频载波则选择在5MHz到150MHz的频段，适用于局域网和近距离传输。

通过合理的选择载波信号频段，可以满足不同距离、不同应用场景下的通讯需求。

二、应用领域电力线路载波通讯广泛应用于电力系统中的各个环节，为电力系统的运行提供了重要的支持。

1.远程监控和控制电力线路载波通讯可实现对电力设备的远程监控和控制。

通过在电力线路上部署载波通信终端设备，可以对电力系统中的关键设备进行实时监测，并实现对其进行远程控制。

这种方式不仅提高了电力系统的运行效率，还减少了维护人员的工作量。

2.电力信息采集电力线路载波通讯广泛应用于电力信息采集系统中。

通过在电力线路上安装载波通信设备，可以实现对电量、功率因数等关键数据的采集。

这些数据可以帮助电力公司实时监测电力负荷，满足用户不同需求，并进行合理的电网调度。

3.智能电网随着智能电网的发展，电力线路载波通讯也越来越重要。

通过在电力线路上布设载波通信设备，可以实现对电力系统中各个环节的智能化管理。

智能电表、智能变电站等智能设备的使用，大大提高了电力系统的安全性和稳定性。

三、未来发展趋势电力线路载波通讯技术在未来还有很大的发展空间。

电力线载波通信的原理电力线载波通信是一种在电力配电线路上通过载波通信技术进行信号传输的通信方式。

它利用了电力线路的导线和设备构成的传输媒介，通过将通信信号叠加到电力信号中进行传输，实现信息在电力线上的传输和接收。

电力线载波通信的基本原理是将需要传输的通信信号通过特定的调制技术调制到一定频率范围内的载波信号中，然后将这个载波信号通过耦合装置耦合到电力线上，利用电力线本身的导电性质将载波信号传输到接收端。

接收端通过相应的解调技术将接收到的载波信号解调还原为原始的通信信号。

电力线载波通信主要包括三个基本要素：调制、耦合和解调。

调制是将需要传输的通信信号调制到载波信号上的过程。

该过程中，通信信号被转换成适合传输的频率范围内的调制信号。

调制技术包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。

耦合是将调制后的载波信号耦合到电力线上的过程。

这一过程需要借助耦合装置将载波信号注入到电力线中。

一般来说，耦合装置可以分为无源耦合装置和有源耦合装置。

无源耦合装置主要有串联电容、并联电容和电力线电容耦合器等，有源耦合装置则利用调制器与信号源直接相连。

通过耦合装置的作用，载波信号可以与电力信号共同传输。

解调是将接收到的载波信号恢复为原始的通信信号的过程。

在接收端利用解调技术，将接收到的载波信号进行解调，去除载波信号中的调制信息，恢复出原始的通信信号。

在电力线载波通信中，为了保证通信信号的传输效果，需要充分考虑实际环境的影响。

一方面，电力线可能存在各种噪声干扰，如电力设备的开关噪声、电力谐振噪声等。

为了抑制这些噪声的影响，可能需要采用滤波和降噪等技术。

另一方面，电力线的传输特性也会对通信信号的传输造成一定的影响，比如信号衰减和传播延迟等。

因此，需要在设计中充分考虑电力线特性，并采用合适的调制和解调技术来提高通信信号的传输质量。

电力线载波通信具有一定的优势和应用前景。

首先，电力线网覆盖广泛，可以方便地实现信息的传输。

电力线载波通信原理电力线载波通信是一种利用电力线作为传输介质进行通信的技术，它可以在不需要额外布线的情况下，实现数据传输和通信功能。

在现代智能电网建设中，电力线载波通信技术被广泛应用，为电力系统的监测、控制和通信提供了便利。

本文将介绍电力线载波通信的原理及其应用。

电力线载波通信利用电力线作为传输介质，通过在电力线上叠加高频载波信号来进行通信。

其原理是利用电力线本身的传输特性，将高频信号叠加在电力线上，通过电力线传输到各个终端，再经过解调器解调出原始信号。

这样就实现了在不需要额外布线的情况下，进行数据传输和通信的功能。

电力线载波通信的原理主要包括三个部分，调制、传输和解调。

首先是调制，即将要传输的信号转换成适合在电力线上传输的高频载波信号。

然后是传输，将调制后的高频载波信号叠加在电力线上进行传输。

最后是解调，即在接收端通过解调器将传输过来的高频载波信号解调出原始信号。

通过这三个步骤，就实现了在电力线上传输数据和进行通信的功能。

电力线载波通信技术在电力系统中有着广泛的应用。

首先，在智能电网建设中，电力线载波通信可以实现电力系统的远程监测和控制，提高了电力系统的自动化水平。

其次，在电力线通信网中，可以实现各种类型的数据传输，包括语音、图像、视频等多媒体数据的传输。

此外，在家庭电力网络中，也可以利用电力线进行局域网的组网，实现家庭网络的覆盖。

总的来说，电力线载波通信技术是一种利用电力线作为传输介质进行通信的技术，它利用电力线本身的传输特性，实现了在不需要额外布线的情况下进行数据传输和通信的功能。

在智能电网建设、电力系统监测控制、多媒体数据传输等方面有着广泛的应用。

随着技术的不断发展，电力线载波通信技术将会在电力系统中发挥越来越重要的作用。