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电力线载波

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电力载波技术简介及工程中的应用

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导读: 电力载波技术,简称PLC技术,电力载波是电力系统特有的通信方式,电力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,是利用1.6~30MHz频带范围在电力线路上传输信号。

  一、电力载波技术简介及特点

  电力载波技术,简称PLC技术,是英文Power line Communication的简称。电力载波是电力系统特有的通信方式,电力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,是利用1.6~30MHz频带范围在电力线路上传输信号。在发送时,利用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制、线路耦合,然后在电力线上进行传输.在接收端,先经过耦合、滤波,将调制信号从电力线路上滤出,再经过解调,还原成原信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5~45MB/s之间。PLC设备分局端和调制解调器,局端负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时,来自终端地址或用户的数据进入调制解调器调制后,通过系统的配电线路传输到局端设备,局端将信号解调出来,再转到控制主机或外部的Internet。

  电力载波技术相关特性

  (一)信道传输特性

  电力载波通信不同于常规的点对点或点对多点阻抗恒定传输媒介。由于大多电力线具有分支多、不同分支电缆物理特性不一致及负载阻抗不恒定等特点,其中,中压电力线的阻抗变化稍小,中压电缆线路分支一般不多。因而电力线信道是一个多径反射以及频率选择性衰落信道。我们可以通过模拟技术研究不同拓扑结构网络上通信性能的可能性。通过搭建模型,并基于大量的测试,可以研究和设计出PLC网络。同时可以对不同的调制技术和编码技术进行比较研究。

  (二)信道噪声特性

  除了因线路衰减和多路传输所造成的信号失真外,噪声是影响电力线数据可靠通信的关键因素。通过大量理论研究和实际测试表明,电力线信道中的噪声分布和其它常见信道有很大的不同,其噪声并不呈现白高斯噪声(AWGN)特性,在频率从几百kHz到数十 MHz之间,主要为窄带干扰和脉冲噪声。为了克服这些影响,必须考虑采用复杂的信道编码技术。中低压配电网中的噪声可以分为以下五类。

  (1)有色背景噪声:具有相对较低的功率谱密度(psd), 而且功率谱密度随频率的变化而变化;

  (2)窄带噪声:主要是一些经过幅度调制的正弦信号,严重时在很宽的频率范围内存在高电平的噪声;

  (3)非电网谐波的周期性脉冲噪声:这类噪声大多是由开关电源引起的,在低压电力线中出现的几率较大;

  (4)与工频同步的周期性脉冲噪声:这些脉冲的重复频率为50Hz或 100Hz,与工频同步,它们持续时间很短(几微秒);(5)异步脉冲噪声:它是由电网中瞬时的电气开断引起的,这类噪声的功率谱密度有时比背景噪声高 50dB。

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