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[導讀]電力線通信全稱是電力線載波(Power Line Carrier – PLC)通信,是指利用高壓電力線(在電力載波領域通常指35kV及以上電壓等級)、中壓電力線(指10kV電壓等級)或低壓配電線(380/220V用戶線)作為信息傳輸媒介進行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。

電力線通信全稱是電力線載波(Power Line Carrier – PLC)通信,是指利用高壓電力線(在電力載波領域通常指35kV及以上電壓等級)、中壓電力線(指10kV電壓等級)或低壓配電線(380/220V用戶線)作為信息傳輸媒介進行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。

電力線通信技術出現(xiàn)于20世紀20年代初期。應用電力線傳輸信號的實例最早是電力線電話,它的應用范圍是在同一個變壓器的供電線路以內,將電信號從電力線上濾下來。1991年美國電子工業(yè)協(xié)會確認了三種家庭總線,電力線是其中一種。1997年10月,Northern Telecom公司宣布進行數(shù)字電線技術的開發(fā),這項技術將使電力公司能夠在電力線上以1Mbps的速度傳送數(shù)據(jù)和話音業(yè)務。后來西門子的PLC技術將電力線總線的家庭擴大到小區(qū)的電信接入網(wǎng)端口,而且能以1Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)。

技術進展后來逐漸加快。由思科、英特爾、惠普、松下和夏普等13家公司成立“家庭插電聯(lián)盟”(HomePlugPowerline Alliance),致力于創(chuàng)造共同的家用電線網(wǎng)絡通訊技術標準。

歐洲也不示弱。在德國漢諾威信息技術大展上,德國電力工業(yè)巨頭RWE電力公司推出了名叫電力網(wǎng)的新技術,這種新的傳輸技術將能通過電源線路傳輸各種互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信號,從而大大推進互聯(lián)網(wǎng)的普及。用戶只需花上幾分鐘時間,把特制的調制解調器與普通的電線插口相接,就可以上網(wǎng)瀏覽,速度也可達到每秒2兆比特的寬帶標準。德國聯(lián)邦議院議會上院新近通過一項議案,批準使用能使互聯(lián)網(wǎng)信息通過電力線和墻上電源插座傳輸?shù)募夹g。

電力網(wǎng)是一個近乎天然、入戶率絕對第一的物理網(wǎng)絡。由于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信需要重新布網(wǎng)線,安裝和維護不便,投資較大,因此很多對現(xiàn)場的監(jiān)控都難于推廣。所以使用電力線載波通信,可以有效地運用已有的電力線進行數(shù)據(jù)傳輸,極大地降低了成本;如今,電力線載波通信已經被應用到自動抄表到戶、城市照明設備和病房呼叫系統(tǒng)等方面。

電力線通信(Power Line Communication,PLC)的原理是利用調制技術將用戶數(shù)據(jù)進行調制,然后將載有信息的高頻信號加載到電流上,通過電力線進行傳輸。在接收端,先經過濾波器將調制信號取出,再經過解調,還原成原始通信信號,然后傳送到計算機或電話,以實現(xiàn)信息傳遞。

具體來說,發(fā)送端將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號送入調制器,調制器將這些數(shù)據(jù)信號轉換成高頻載波信號,然后通過耦合電路將高頻載波信號注入到電力線上。在電力線上,高頻載波信號以電磁波的形式進行傳播。接收端通過耦合電路從電力線上取出高頻載波信號,然后送入解調器進行解調,還原成原始數(shù)據(jù)信號。

電力線通信的關鍵技術包括調制技術、濾波技術、解調技術等。調制技術是將數(shù)據(jù)信號轉換為高頻載波信號的過程,濾波技術是從電力線上提取高頻載波信號的過程,解調技術是將高頻載波信號還原為原始數(shù)據(jù)信號的過程。此外,還需要考慮電力線的傳輸特性、噪聲干擾等因素對通信質量的影響。

電力線通信的調制方式主要有以下幾種:

正交頻分復用(OFDM):OFDM是一種多載波調制技術,它將高速數(shù)據(jù)流分成多個低速數(shù)據(jù)流,然后將每個低速數(shù)據(jù)流調制到不同的子載波上進行傳輸。OFDM可以有效抵抗電力線上的干擾和衰減,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院退俾省?

擴頻調制:擴頻調制是一種將信號擴展到更寬的頻帶上的技術,通過增加信號的帶寬來降低信號在傳輸過程中的干擾和衰減。在電力線通信中,擴頻調制可以有效提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院退俾省?

單載波頻域均衡(SC-FDE):SC-FDE是一種單載波調制技術,它通過在頻域上進行均衡來抵消電力線上的干擾和衰減。SC-FDE可以有效提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎涂煽啃?,同時降低了實現(xiàn)的復雜度。

多輸入多輸出(MIMO):MIMO是一種利用多個發(fā)送和接收天線進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g。在電力線通信中,MIMO可以利用電力線上的多徑效應來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎涂煽啃浴?


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