電力載波通信原理介紹

電力載波通訊即PLC，是英文Power line Communication的簡(jiǎn)稱。 電力載波是電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。最大特點(diǎn)是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。

電力載波特點(diǎn)

PLC的最大特點(diǎn)：

1、不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，無(wú)疑成為了解決這智能家居數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴逊桨钢弧Ｍ瑫r(shí)因?yàn)閿?shù)據(jù)僅在家庭這個(gè)范圍中傳輸，遠(yuǎn)程對(duì)家電的控制我們也能通過(guò)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)先連接到PC然后再控制家電方式實(shí)現(xiàn)，PLC調(diào)制解調(diào)模塊的成本也遠(yuǎn)低于無(wú)線模塊。

2、相對(duì)于其他無(wú)線技術(shù)，傳輸速率快

電力載波缺點(diǎn)

電力線載波通訊因?yàn)橛幸韵氯秉c(diǎn)，導(dǎo)致PLC主要應(yīng)用--“電力上網(wǎng)”未能大規(guī)模應(yīng)用：

1、配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔作用，所以電力載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送;

2、三相電力線間有很大信號(hào)損失(10 dB -30dB)。通訊距離很近時(shí)，不同相間可能會(huì)收到信號(hào)。一般電力載波信號(hào)只能在單相電力線上傳輸;

3、不同信號(hào)耦合方式對(duì)電力載波信號(hào)損失不同，耦合方式有線-地耦合和線-中線耦合。線-地耦合方式與線-中線耦合方式相比，電力載波信號(hào)少損失十幾dB，但線-地耦合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用;

4、電力線存在本身固有的脈沖干擾。使用的交流電有50HZ和60HZ，其周期為20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出現(xiàn)兩次峰值，兩次峰值會(huì)帶來(lái)兩次脈沖干擾，即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈沖干擾，干擾時(shí)間約2ms，因此干擾必須加以處理。有一種利用波形過(guò)0點(diǎn)的短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，但由于過(guò)零點(diǎn)時(shí)間短，實(shí)際應(yīng)用與交流波形同步不好控制，現(xiàn)代通訊數(shù)據(jù)幀又比較長(zhǎng)，所以難以應(yīng)用;

5、電力線對(duì)載波信號(hào)造成高削減。當(dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，線路阻抗可達(dá)1歐姆以下，造成對(duì)載波信號(hào)的高削減。實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)電力線空載時(shí)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)載波信號(hào)可傳輸?shù)綆坠?。但?dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，只能傳輸幾十米。

電力載波通信原理介紹

電力線載波通信調(diào)制技術(shù)概述

1、電力線載波通信是指利用現(xiàn)有的電力線，通過(guò)載波方式將模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳遞的技術(shù)，在電力線載波通信系統(tǒng)中最基本的一項(xiàng)任務(wù)就是根據(jù)通信信道的不同選擇不同的調(diào)制方式。

2、一般來(lái)說(shuō)，基帶信號(hào)含有直流分量和頻率較低的頻率分量，往往不能作為傳輸信號(hào)在信道中直接傳輸，因此，必須把基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變成為一個(gè)相對(duì)基帶頻率而言非常高的帶通信號(hào)(已調(diào)信號(hào))以適合于信道傳輸。

3、一個(gè)通信系統(tǒng)的質(zhì)量再很大程度上依賴于所采用的調(diào)制方式。調(diào)制時(shí)為了使信號(hào)特征與信道特征相匹配，因此，調(diào)制方式的選擇是由系統(tǒng)中信道特性來(lái)決定的。顯然不同類型的信道特征，將相應(yīng)存在著不同類型的調(diào)制方式。

電力線載波通信信道的基本特征

1、時(shí)變衰減較大。對(duì)于一般用戶，我國(guó)采用的是220V交流兩線供電。由于電網(wǎng)上負(fù)載的不斷接入和切除，馬達(dá)的停止和啟動(dòng)，電器的開(kāi)和關(guān)燈各種隨機(jī)事件，使信道特性具有很強(qiáng)的時(shí)變性。

2、信號(hào)變化復(fù)雜。實(shí)際測(cè)量表明在電力線上不同位置并聯(lián)諸多不同性質(zhì)的負(fù)載對(duì)信號(hào)的傳輸影響很大，隨著負(fù)載在電力線上的連接斷開(kāi)，在不同的時(shí)刻信號(hào)衰減也會(huì)表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，即負(fù)載的變化是隨機(jī)的，所以信號(hào)衰減也會(huì)隨機(jī)發(fā)生變化。

3、干擾噪聲多樣。電力線載波通信的最大干擾是噪聲，其主要來(lái)源是電力網(wǎng)上的所有負(fù)載、無(wú)線電廣播、天電等等。電力線的噪聲在室內(nèi)和室外有所不同，但大致可分為五類：有色背景噪聲，這類噪聲主要來(lái)源于交直流兩用電動(dòng)機(jī)，其功率譜密度隨著頻率增加而減小，變化緩慢;窄帶噪聲，主要由電力線的駐波或諧振和短波廣播所致，其功率譜密度在該頻段內(nèi)幾乎保持不變;與工頻異步噪聲，來(lái)源于電力線上的一些電子設(shè)備，主要分布在50Hz~200Hz;與工頻同步噪聲，一般由工作在電網(wǎng)頻率的開(kāi)關(guān)器件造成其噪聲頻率為工頻或其整數(shù)倍，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，頻率覆蓋范圍廣，功率大，功率譜密度隨著頻率上升而減小;突發(fā)性噪聲，主要由電器突然開(kāi)關(guān)噪聲，出現(xiàn)的時(shí)間是任意的，其噪聲功率譜密度高，持續(xù)時(shí)間短，頻譜寬。

總之，針對(duì)電力線載波通信信道的以上特點(diǎn)，已調(diào)信號(hào)應(yīng)具有高的頻譜利用率、抗噪聲和抗干擾能力強(qiáng)、適宜于在衰落信道中傳輸?shù)忍匦?。高的抗干擾和抗多徑衰落性能，要求在惡劣的信道環(huán)境下能夠很好的工作，經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)后的輸出信噪比(S/N)較大或者誤碼率較低。