貴州省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司 彭 磊

關(guān)于低壓電力線數(shù)據(jù)通信設(shè)計的探討

貴州省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司 彭 磊

現(xiàn)階段，世界各國對電力通信產(chǎn)品研發(fā)十分關(guān)注，例如索尼等，研發(fā)出多種電力通信產(chǎn)品，積累了一定成功經(jīng)驗，部分技術(shù)已經(jīng)在產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)用。我國社會經(jīng)濟在發(fā)展建設(shè)過程中，信息化建設(shè)水平建設(shè)提升，電力通信技術(shù)也進入到全新發(fā)展階段。本文在對低壓電力線數(shù)據(jù)通信設(shè)計研究內(nèi)，重點對低壓電力線數(shù)據(jù)通信特征進行分析，了解低壓電力線數(shù)據(jù)通信標準，了解低壓電力線通信數(shù)據(jù)通信設(shè)計內(nèi)所應(yīng)用到的技術(shù)，希望能夠為低壓電力線數(shù)據(jù)通信設(shè)計提供一定幫助。

低壓電力線；載波通信；通信設(shè)計

前言

低壓電力線數(shù)據(jù)通信技術(shù)屬于數(shù)據(jù)交換及傳遞內(nèi)所應(yīng)用到的技術(shù)手段，是主要載波方式。低壓電力線數(shù)據(jù)通信技術(shù)在低壓電力線內(nèi)應(yīng)用，具有十分顯著優(yōu)勢，進而具有良好發(fā)展掐近景。社會在不斷發(fā)展建設(shè)過程中，電力網(wǎng)建設(shè)越加完善成熟，可以滿足人們正常生活對于電能需求。

1.電力通信技術(shù)概述

電力通信技術(shù)屬于一種傳輸通道，低壓電網(wǎng)為通信信號。數(shù)字信號在傳輸內(nèi)，數(shù)字信號頻率需要調(diào)制處理，進而才能夠與低壓電力信號相耦合。電力通信技術(shù)在落實內(nèi)，媒介為低壓電信號，數(shù)字信號可以精確穩(wěn)定傳輸?shù)接脩艨蛻舳?，?shù)字信號頻率在調(diào)制之后，數(shù)字信號及電信號才可以相互分離，完成信號傳輸工作。

現(xiàn)階段，我國電網(wǎng)環(huán)境相對而言較為特殊，電網(wǎng)在傳輸內(nèi)非常容易受到噪聲或者是信號減弱等因素影響，這樣就會造成數(shù)據(jù)信息在傳遞內(nèi)，數(shù)據(jù)信息碼出現(xiàn)丟失或者是混亂請款。正常開說，噪聲主要表示電力線所存在的高音噪聲，電力線出現(xiàn)噪聲具有一定隨機性。因此，電力通信技術(shù)在控制內(nèi)，關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)就是對電力線噪聲的控制[1]。

2.低壓電力線數(shù)據(jù)載波通信技術(shù)應(yīng)用

低壓電力線數(shù)據(jù)載波通信技術(shù)不僅僅是載波通信手段，并且也是通信形式，是電力網(wǎng)穩(wěn)定高效運行的基礎(chǔ)技術(shù)類別。低壓電力線數(shù)據(jù)載波通信技術(shù)也是一種無線技術(shù)，進而也就包含無線技術(shù)所具有的電話線、無線通道等內(nèi)容。電力線在呈現(xiàn)信息傳遞功能內(nèi)，可以對十分復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息傳遞，特別是電力線信息傳遞經(jīng)濟成本較為低廉，因此得到了各領(lǐng)域?qū)﹄娏€信息傳遞高度關(guān)注。

低壓電力線數(shù)據(jù)載波通信技術(shù)所產(chǎn)生的脈沖噪聲具有較高能量，并且脈沖噪聲還具有瞬間特征。因此，低壓電力線數(shù)據(jù)載波通信技術(shù)內(nèi)載波信號在傳輸過程中，非常容易受到外部環(huán)境因素影響，出現(xiàn)錯碼率可能性較高，客戶終端無法及時發(fā)現(xiàn)錯碼，及時對錯碼進行糾正，與此同時電力網(wǎng)非常容易出現(xiàn)多徑效應(yīng)現(xiàn)象，造成電力網(wǎng)出現(xiàn)這種情況主要原因是電力網(wǎng)阻抗不匹配。電力線在進行數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)，正常情況下需要同時應(yīng)用多種調(diào)試方式，例如dmt調(diào)制、qam調(diào)制、振幅鍵控等。

為了能夠有效提升電力網(wǎng)數(shù)據(jù)傳遞效率，電力網(wǎng)還可以應(yīng)用多載波并行傳輸技術(shù)。本文在對低壓電力線數(shù)據(jù)傳輸有關(guān)方式了解之后，也對低壓電力線數(shù)據(jù)傳遞設(shè)計方案進行了一定了解[2]。

3.低壓電力線載波通信標準

低壓電力線載波通信標準一共有三種，分別為phn標準、cea標準、cebus標準。早在1992年，美國就正式對家庭所應(yīng)用的cebus聯(lián)網(wǎng)標準進行了明確規(guī)定，現(xiàn)階段該標準已經(jīng)獲得了國際認證。Cebus聯(lián)網(wǎng)標準在應(yīng)用內(nèi)，主要在低速數(shù)據(jù)傳遞內(nèi)應(yīng)用。第一個家庭網(wǎng)絡(luò)標準是在2001年制定并且發(fā)布，所應(yīng)用到的技術(shù)為intellon，所應(yīng)用到的調(diào)制技術(shù)為ofdm，數(shù)據(jù)信息在傳輸內(nèi)，傳輸速度超過14mbps。電力線家庭網(wǎng)絡(luò)標準在應(yīng)用內(nèi)，可以在多個領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用，節(jié)點文件在傳輸內(nèi)可以應(yīng)用家庭網(wǎng)絡(luò)標準，流媒體文件在傳輸內(nèi)可以應(yīng)用家庭網(wǎng)絡(luò)標準。早在1988年，消費電子協(xié)會就構(gòu)建了專門聯(lián)合機構(gòu)，其中包含多個技術(shù)公司[3]。

4.高速數(shù)據(jù)通信方法介紹

Intellon技術(shù)在越加完善成熟之后，數(shù)據(jù)信息傳輸速度顯著提升，并且可以在無線通信內(nèi)應(yīng)用，與擴頻通信技術(shù)相結(jié)合，進而有效提升數(shù)據(jù)傳輸速度及效率，有效提升數(shù)據(jù)有效性。低壓電力線數(shù)據(jù)通信設(shè)計內(nèi)，還可以應(yīng)用正交頻分復(fù)技術(shù)，該技術(shù)也被稱之為ofdm技術(shù)。正交頻分復(fù)技術(shù)在應(yīng)用內(nèi)，數(shù)據(jù)可以在多個載頻內(nèi)進行傳遞，主要原因是由于正交頻分復(fù)技術(shù)內(nèi)應(yīng)用到了多載波傳遞技術(shù)。

傳統(tǒng)低壓電力線數(shù)據(jù)在傳輸內(nèi)，經(jīng)常容易出現(xiàn)多徑衰落問題，但是正交頻分復(fù)技術(shù)在應(yīng)用內(nèi)，就可以有效解決低壓電力線數(shù)據(jù)通信所存在的多晶衰落問題。低壓電力線數(shù)據(jù)技術(shù)在數(shù)據(jù)信息內(nèi)應(yīng)用，數(shù)據(jù)信息傳輸速度可以顯著提升，正常情況下信息傳輸速度可以超過100mbps。技術(shù)公司對低壓電力線數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)進行了多年分析研究，并且研究成果已經(jīng)較為成熟。

近幾年，擴頻通信技術(shù)與正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)在越加完善成熟情況下，應(yīng)用范圍更加廣泛，取得了良好應(yīng)用成果，這兩個技術(shù)在低壓電力線數(shù)據(jù)通信內(nèi)應(yīng)用，都可以有效解決傳統(tǒng)低壓電力線數(shù)據(jù)通信所存在的多晶衰落問題，同時提升低壓電力線數(shù)據(jù)通信抗干擾性能可以顯著提升，屬于良好通信技術(shù)，在低壓電力線數(shù)據(jù)通信內(nèi)應(yīng)用具有良好效果。擴頻通信技術(shù)與鄭嬌品調(diào)制技術(shù)相比較，正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)調(diào)制效率更高，擴頻通信功能可以有效降低。因此，低壓電力線數(shù)據(jù)通信速度需要超過10mbps，可以應(yīng)用正交頻分復(fù)用形式，在其他地點內(nèi)可以應(yīng)用擴頻通信技術(shù)[4]。

5.正交頻分復(fù)用技術(shù)設(shè)計方案

低壓電力線通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了較長時間，因此低壓電力線通信技術(shù)已經(jīng)較為完善成熟，傳輸速率相對較低，進而可以在遠程抄表內(nèi)應(yīng)用?？茖W(xué)技術(shù)水平在不斷提升過程中，低壓電力線在數(shù)據(jù)傳輸上速度可以顯著提升，逐漸在電力網(wǎng)內(nèi)廣泛應(yīng)用。正交頻分用技術(shù)低壓電力線數(shù)據(jù)通信內(nèi)應(yīng)用，數(shù)據(jù)在傳輸內(nèi)可以高效分析，將數(shù)據(jù)劃分為多個子信息流，采取低速數(shù)據(jù)流形式對數(shù)據(jù)進行調(diào)制，進而構(gòu)成多個子載波，進而對子載波進行轉(zhuǎn)換調(diào)制。

正交頻分復(fù)用技術(shù)在應(yīng)用內(nèi)，可以有效縮短子載波之間間距，并且將間距縮短到最小范圍內(nèi)，不同子載波之間并不需要設(shè)置警戒頻率。正交頻分復(fù)用技術(shù)在應(yīng)用內(nèi)，具有良好噪聲抵抗性能，并且還具有良好抗干擾能力，可以有效防治電力線出現(xiàn)多徑效應(yīng)。但是正交頻分復(fù)用技術(shù)在應(yīng)用內(nèi)也存在一定局限性，主要為峰值功率相對較高，在今后研究內(nèi)還需要進一步分析[5]。

6.結(jié)論

低壓電力線作為電力系統(tǒng)內(nèi)主要技術(shù)，可以有效提升電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。正交頻分復(fù)用技術(shù)與擴展頻譜技術(shù)都較為完善成熟，已經(jīng)能夠在低壓電力線數(shù)據(jù)通信內(nèi)應(yīng)用，電力線數(shù)據(jù)通信傳輸效率顯著提升。低壓電力線數(shù)據(jù)通信設(shè)計雖然已經(jīng)相對較為成熟，但是在實踐應(yīng)用內(nèi)還需要進一步完善。

[1]高強,王艷陽,楊紅葉,劉娜．基于多進制擴頻的低壓電力線抄表技術(shù)的研究[J]．電力系統(tǒng)保護與控制,2014,05:136-141．

[2]肖勇,張捷,黨三磊,劉?。悄苡嬃吭O(shè)備電力線載波通信測試系統(tǒng)的設(shè)計[J]．電測與儀表,2014,13:14-20．

[3]姜鳳嬌,趙曉鳳,趙樹平．基于RISE3201的低壓電力線載波通信方法研究[J]．微型機與應(yīng)用,2010,08:59-61+65．

[4]李剛．芻議電力載波通信“瓶頸”因素[J]．經(jīng)營管理者,2010,21:146．

[5]徐鑫,戴明川,徐焜耀,張俊佳．低壓電力線載波通信結(jié)合濾波器設(shè)計[J]．現(xiàn)代電子技術(shù),2012,19:191-194．

彭磊（1980-），男，研究方向：通信設(shè)計。