高速plc技术及其应用

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1、高速PLC技术及其应用赵丙镇王丽平许勇刚中国电力科学研究院通信所摘要：　　本文介绍了高速电力线通信技术的发展、特点和实现方法，展望了其应用前景及发展潜力，并对不同的通信方式和部分公司的产品进行了比较。关键词：PLC、低压配电网、电力载波通信、Internet高速访问1高速PLC技术简介　　电力线通信技术(PowerLineCommunicationTechnology)简称PLC或PLT，是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。它并不是新技术，多年来被电力公司作为网络管理的一种工具，在中高压输电网(3

2、5kV以上)上通过电力载波机利用较低的频率(9-490kHz)传输较低速率(300-600bps)的远动数据或话音。随着国内城乡配电网改造和建设的兴起，有不少厂商开始研制用于中压(10kV)配电网通信的配网载波机，数据传输速率可以达到1200bps。在低压(220V)领域，PLC技术主要被用于远程抄表和家居自动化，其传输速率一般为1200bps或更低。　　近年来，Internet的发展可谓突飞猛进、日新月异，其已成为全世界人们生活中富有意义的一部分，登录上网的人数成倍增长。然而，采用何种通信方式使用户终端连接

3、到最近的宽带网络连接设备，成为长期困扰人们的难点之一，也是Internet普及的瓶颈之一，被业内人士称为宽带网络接入的“最后一公里”问题。尽管有诸如ISDN(综合业务数字网)、CableModem(有线电视电缆调制解调器)、xDSL(x数字用户线)、WLL(WirelessLocalLoop无线本地接入)、电话拨号等其它通信方式竞争，利用四通八达、遍布城乡用户的220V低压电力线传输高速数据的PLC技术还是以其不用布线、覆盖范围广、连接方便的显著特点而被业内人士纷纷看好，从而使提供“最后一公里”解决方案成为P

4、LC最具潜力的应用领域。目前高速PLC已可传输高达1Mbps以上的数据，预计不久的将来这一数字将达到10Mbps，而且能同时传输数据、语音、视频和电力，有可能带来“四网合一”的新趋势。　　2000年3月23-24日，在瑞士的Interlaken召开了国际电力线通信技术论坛(InternationalPowerlineCommunicationForum)成立大会，该论坛着重制定同PLC有关的技术标准、讨论并解决相关问题，以促进PLC技术的蓬勃发展。来自17个国家的51个厂商、用户、投资者成为论坛成员，相信通过

5、论坛的努力工作，必将为PLC技术带来巨大的历史性飞跃。2高速PLC技术的特点及其实现　　在电信采用的公共电话交换网(PSTN)本地访问结构常被设计成以本地电话交换机为中心，通过金属导线辐射至每个用户的星型网络结构。与此相类似，低压配电网络也包含各种形式的金属导线，每条配电线路由配电变压器出发呈辐射状延伸至最远大约300米处，每相可为大约100个居民用户提供电力服务。可见，传统的PSTN和低压配电网络相比，虽然前者提供声音服务而后者提供电力服务，但它们都是由金属导线构成、结构相似、都提供了与绝大多数家庭相连的通

6、路，然而两者在传输特性上却存在着天壤之别。　　在220V低压电力线上进行高速数据通信所面临的一些困难列举如下：　　1）低压配电网上存在着频谱范围很宽的噪声源　　噪声来自电子、电动设备，甚至来源于电力线本身，有些噪声来源于50Hz的谐波干扰　　利用可控硅制成的调节灯及其相关产品所产生的噪声　　开关设备在电力线上所产生的噪声　　电动马达所产生的强干扰　　高频信号在传输过程中耦合到电力线上所产生的干扰等　　2）低压配电网线路阻抗低且波动很大，开关一盏电灯都将引起线路阻抗的变化　　3）低压配电网的复杂拓扑结构导致的多

7、径干扰引起信号的选择性衰减和码间干扰　　4）存在同无线电信号之间的相互干扰问题。在使用频段内如果发送功率过高，将使电力线成为一条发射天线，干扰其它设备的正常运行，产生电磁污染；发送功率过低又使接收端信噪比达不到要求，造成传输距离缩短　　5）线路阻抗和感性负载引起的信号衰减，低压配电网上的许多负荷实际上扮演着吸收通信信号功率的作用　　6）电磁兼容性问题，包括其它电器设备对PLC的影响和PLC对其它电器设备的影响两方面　　7）中国的低压配电网十分复杂，其接线方式多、线径细、屏蔽差，导致国外产品不能直接应用于中国，

8、必须经过严格的测试，提出技术指标，调整最佳通信频段　　8）PLC技术涉及到电力和通信两门学科，需要具备配电网、载波通信、数据通信及Internet网络等多方面内容，涉及面广，对从业人员素质要求高　　9）利用PLC传输高速数据是新兴技术，要达到实用化、产业化目标需要大量资金投入　　多数公司PLC组网的实现方法基本相同，如图1所示。图1.PLC系统网络结构图　　家用耦合器是PLC系统中的重要设备。基于室