淺談電力通信區(qū)域組網(wǎng)技術(shù)

李淼

【摘 要】目前，主流的組網(wǎng)技術(shù)包括有線以太網(wǎng)、無線WIFI和電力線組網(wǎng)等，對于有線以太網(wǎng)和無線WIFI大家已經(jīng)非常熟悉，本文對基于電力線組網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及混合組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行探討，并對其應(yīng)用場景進(jìn)行描述。

【關(guān)鍵詞】電力線通信 混合組網(wǎng)

中圖分類號：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.12.204

隨著社會信息化程度的提高，網(wǎng)絡(luò)已成為人們生產(chǎn)和生活中必不可少的信息載體，尤其是隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，需要快速實(shí)現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，以滿足高速的視頻、語音、數(shù)據(jù)等信息傳輸與服務(wù)要求。目前人們常見的寬帶接入方式有ADSL、光纖、有線電視線路等，隨著科技的迅速發(fā)展，電力線通信已經(jīng)成為一種新型寬帶接入技術(shù)，具有良好的發(fā)展前景。

1.電力線通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。

電力線通信技術(shù)（Power Line Communication）簡稱PLC技術(shù)。這種技術(shù)可以利用現(xiàn)有的電力網(wǎng)，高速傳輸視頻、語音和數(shù)據(jù)等多媒體業(yè)務(wù)信息，并傳送到計算機(jī)等通信設(shè)備。

根據(jù)PLC技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域劃分，可應(yīng)用于高壓輸電網(wǎng)（35kV以上）、中壓輸電網(wǎng)（10kV-35kV）和低壓配電網(wǎng)（10kV以下），甚至適用于家庭低壓配電網(wǎng)的應(yīng)用。

在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，PLC有不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范和設(shè)計要求。目前關(guān)于電力線通信的標(biāo)準(zhǔn)主要有三家，分別是家庭插電聯(lián)盟（HomePlug Association，HPA），代表性廠家是Intellon；通用電力線聯(lián)盟（Universal Powerline Association，UPA），代表性廠家是DS2，以及消費(fèi)電子電力線通信聯(lián)盟（CE-Powerline Communication Alliance，CEPCA），代表性廠家是panasonic。這三家標(biāo)準(zhǔn)已廣泛應(yīng)用于歐洲，北美以及亞洲的部分發(fā)達(dá)國家。

PLC技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了較長的時間，通過對電力線環(huán)境通信技術(shù)的不斷實(shí)踐和優(yōu)化，使得數(shù)據(jù)傳輸速率不斷提高，經(jīng)歷了由14Mbps，85Mbps、200Mbps，以及后續(xù)更高的700Mbps和1Gbps。抗干擾能力不斷增強(qiáng)，穩(wěn)定性得到了很大的提高。IEEE/P1901以及HomePlug等新標(biāo)準(zhǔn)的制定以及廣泛的實(shí)地試驗，打消了人們對電力線組網(wǎng)可行性的顧慮。使得PLC網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的市場競爭力和廣泛的發(fā)展前景。

2.電力線通信組網(wǎng)方式。

電力線通信組網(wǎng)由接入設(shè)備、傳輸線路和終端適配器組成，在發(fā)送時利用GMSK（高斯濾波最小頻移鍵控）或OFDM（正交頻分多路復(fù)用）調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，把載有高頻信息的高頻加載于電流，然后再電力線上傳輸，在接收端先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號取出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號，并傳送到計算機(jī)或電話，實(shí)現(xiàn)信息傳遞。

PLC接入設(shè)備分局段設(shè)備和用戶端PLC調(diào)制解調(diào)器。局段負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)連接。在通信時來自用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器后，通過用戶配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端設(shè)備將信號解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。

PLC傳輸線路利用現(xiàn)有的電線網(wǎng)絡(luò)，不需重新布線，是一種“NoNewWires”技術(shù)，在現(xiàn)有低壓配電線路上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、和視頻業(yè)務(wù)的承載。

PLC適配器可以將電源插座變成網(wǎng)絡(luò)連接口，具有良好的可移動性及擴(kuò)展性，有插座的地方就可以接入網(wǎng)絡(luò)。 PLC適配器接入插座后，會與用戶端調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)連接，一般能夠提供85M-500M的傳輸速度，提供200-300米的傳輸距離。

采用電力線通信組網(wǎng)方式具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）建設(shè)成本低：利用已有的配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸線路，不需要進(jìn)行額外布線，大大減少了工程投資，降低了成本。

（2）覆蓋范圍廣：電力線是覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)，其規(guī)模是任何其它網(wǎng)絡(luò)所無法比擬的。從城市到鄉(xiāng)村，從辦公場所到家庭，PLC都可以輕松到達(dá)，為互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了極大的發(fā)展空間。

（3）高速率：PLC能夠提供高速的傳輸。目前，其傳輸速率依設(shè)備廠家的不同而在4.5M～45Mbps之間，并隨著技術(shù)發(fā)展在不斷提高。足以支持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用。

（4）永遠(yuǎn)在線：PLC屬于“即插即用”，接入電源就等于接入網(wǎng)絡(luò)。

（5）方便快捷：不管在哪個角落，只要連接到用戶端調(diào)制解調(diào)器范圍內(nèi)的任何電源插座上，就可立即擁有高速網(wǎng)絡(luò)。

3 電力通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景

電力線通技術(shù)信早已有所應(yīng)用，電力系統(tǒng)在中高壓輸電網(wǎng)（35千伏以上）上通過電力載波機(jī)利用較低的頻率以較低速率傳送遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)或話音，就是電力線通信技術(shù)應(yīng)用的主要形式之一，已經(jīng)有幾十年歷史。目前電力通信技術(shù)應(yīng)用于越來越多的相關(guān)領(lǐng)域之中。

目前電力系統(tǒng)抄表，主要依靠人工抄表方式完成，準(zhǔn)確性和同步性難以保證，同時由于抄表地點(diǎn)分散，表記數(shù)量眾多，所以抄表的工作量巨大，而采用基于PLC通信方式的自動抄表裝置，不需要重鋪設(shè)通信信道，可以快速替代人工方式，準(zhǔn)確率和及時率能夠得以保障；對于政府、企業(yè)等單位重要場所的監(jiān)控和保護(hù)，現(xiàn)在只需利用電源線，用極低的代價更新原有監(jiān)控設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)控；對于居民小區(qū)及商務(wù)樓宇的信息化建設(shè)方面，由于這些信息化系統(tǒng)需要不同的網(wǎng)絡(luò)支持，給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)帶來了巨大的壓力，利用電力線通信技術(shù)，無論是監(jiān)控、消防、樓宇還是辦公或者通信自動化都可以利用電力線路進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，便于管理和擴(kuò)展；對于家庭用戶來說，只需插上電源插座即可實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)、娛樂、電視接收、打電話等。

3.結(jié)語。

對于中國市場來說，電力通信組網(wǎng)方式依然是一個新興技術(shù)。但是由于其具有低成本、高速率、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，隨著通信技術(shù)的進(jìn)一步完善，以及相應(yīng)設(shè)備及應(yīng)用的研究和開發(fā)，電力通信必將有更加廣泛的發(fā)展。

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