【正文】 四） 擴(kuò)頻技術(shù) 將擴(kuò)頻技術(shù)應(yīng)用于電力線(xiàn)載波通信中的研究受到越來(lái)越多的人們的關(guān)注，擴(kuò)頻通信是將信息所占用的頻帶展寬進(jìn)行傳輸，它是以犧牲帶寬為代價(jià)來(lái)提高信息傳輸?shù)目垢蓴_能力，提高設(shè)備的可能性，減少設(shè)備的發(fā)信功率，在通信設(shè)備惡劣以及低電壓等級(jí)的配電網(wǎng)系統(tǒng)中采用擴(kuò)頻技術(shù)是一種行之有效的辦法。超窄帶的每個(gè)獨(dú)立發(fā)送源被分配1個(gè)介于5—，真正的數(shù)據(jù)包含在每個(gè)載波模塊的雙邊帶里。藕合的信號(hào)頻率大于1MHZ ,可為遠(yuǎn)端用戶(hù)供 6—10HZ的帶寬。五 電力線(xiàn)載波通信技術(shù)的發(fā)展前程 在過(guò)去的幾十年里，電力線(xiàn)載波通信在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。此外,一些企業(yè)也在對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行研究,如深圳國(guó)電有限公司、福建電力公司、中電飛華公司等都引進(jìn)國(guó)外芯片進(jìn)行 PLC 研究。中國(guó)電科院1997年開(kāi)始研究低壓電力線(xiàn)載波技術(shù),2000年開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外的PLC芯片,研制了2Mbps 樣機(jī)。隨著國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)和公司的參與，我國(guó)的低壓電力載波通信出現(xiàn)論文方興未艾的局面。如果發(fā)生異?；蚓o急情況，主控計(jì)算機(jī)會(huì)立即發(fā)出控制信號(hào)， 通過(guò)相同的路徑向下傳輸，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備的控制或報(bào)警功能。由于低壓電力載波通信技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)越性，各大公司及機(jī)構(gòu)競(jìng)相利用該技術(shù)設(shè)計(jì)出各種系統(tǒng)，如水、電、氣的遠(yuǎn)程抄表及供應(yīng)管理系統(tǒng)、停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)、公共信息顯示系統(tǒng)、小區(qū)各種防盜及消防報(bào)警系統(tǒng)、室外監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)等等。在接收端的集中器會(huì)實(shí)時(shí)偵測(cè)并接收電力信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行解調(diào)及其他處理后再通過(guò)RS232或RS485串口方式或GPRS方式上傳到中央主控計(jì)算機(jī)中。2000年后逐漸發(fā)展到應(yīng)用推廣階段。同樣，從網(wǎng)上下載資料就是一個(gè)逆向的過(guò)程。同時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定、成本低廉，因而構(gòu)建現(xiàn)有基礎(chǔ)上的家庭智能化網(wǎng)絡(luò)成為研究機(jī)構(gòu)和人員首選的組網(wǎng)方式。隨著社會(huì)的發(fā)展和電力網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放，低壓電力載波通信技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。管理中心有專(zhuān)門(mén)的接收設(shè)備，接收的電力信號(hào)先進(jìn)行解調(diào)及其它處理，再通過(guò)GPRS或者串口方式將其送到主控計(jì)算機(jī)。 低壓電力線(xiàn)載波通信系統(tǒng)［11］系統(tǒng)以低壓電力線(xiàn)作為信號(hào)傳輸?shù)拿浇?，?shí)現(xiàn)終端設(shè)備和主控計(jì)算機(jī)之間的雙向或單向通信。研究表明，脈沖干擾對(duì)低壓電力線(xiàn)載波通信的質(zhì)量影響最大。2 隨機(jī)性和時(shí)變性 低壓電力線(xiàn)直接面向用戶(hù)的特點(diǎn)導(dǎo)致其干擾具有隨機(jī)性和時(shí)變性，這是低壓載波通信面臨的又一挑戰(zhàn)。四 低壓電力線(xiàn)載波（一） 定義低壓電力線(xiàn)是指利用已有的低壓配電網(wǎng)作為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和信息交換。只有將它們綜合運(yùn)用，才能最終保障通訊的正常建立。2 交錯(cuò)式矩陣糾錯(cuò)法對(duì)應(yīng)于某種調(diào)制方式，線(xiàn)路解調(diào)后其誤碼特征并不完全相同，采用本方案后，我們對(duì)十幾條線(xiàn)路分時(shí)段進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)二年的錯(cuò)誤圖樣收集，其中一特現(xiàn)場(chǎng)使用表明，其效果非常好。1 噪聲平衡處理技術(shù)基于我們對(duì)配網(wǎng)的研究積累，除了對(duì)相關(guān)方面的研究外，重點(diǎn)對(duì)噪聲進(jìn)行了處理。對(duì)于配網(wǎng)自動(dòng)化終端設(shè)備的通信情況，、DTU的通信要求。2 各環(huán)節(jié)載波機(jī)連接模式（1） 主載波機(jī)和主站之間主載波機(jī)通過(guò)網(wǎng)口與以太網(wǎng)交換機(jī)建立連接，或者是多臺(tái)主載波機(jī)通過(guò)RS232串口線(xiàn)與串口服務(wù)器進(jìn)行連接，再由串口服務(wù)器與以太網(wǎng)交換機(jī)連接。易于實(shí)現(xiàn)分層分區(qū)的總線(xiàn)式網(wǎng)絡(luò), 擴(kuò)展容易, 可直接將裝置并人系統(tǒng)。只要針對(duì)中壓電網(wǎng)的特點(diǎn)分析其通道特性，并采取相應(yīng)的特殊措施，中壓電力線(xiàn)通信將會(huì)取得理想的效果［10］。這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的封閉式的通信不適合現(xiàn)代工業(yè)控制及民用領(lǐng)域的應(yīng)用要求。載波線(xiàn)路狀況較差，主要傳輸配電網(wǎng)自動(dòng)化信息和大用戶(hù)抄表記錄。這種差異的產(chǎn)生原因可能是考慮到載波機(jī)帶自動(dòng)盤(pán)減緩獨(dú)立運(yùn)行比較方便，保護(hù)信號(hào)不隨載波機(jī)傳輸而采用專(zhuān)門(mén)的繼電保護(hù)收發(fā)機(jī)傳輸比較可靠等等，這些觀點(diǎn)在當(dāng)時(shí)被理解為符合中國(guó)國(guó)情。這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電力線(xiàn)載波機(jī)的輸入輸出特性，存儲(chǔ)及運(yùn)輸條件，工作條件，電磁兼容特性，復(fù)用信號(hào)通道等性能參數(shù)進(jìn)行了規(guī)定。 采用同軸電纜時(shí)，屏蔽層的接地有不同的方法。結(jié)合設(shè)備由以下基本元件組成：接地刀閘：在維修和其他需要的情況下，將結(jié)合設(shè)備的初級(jí)端子直接有效地接地，保證設(shè)備和人身安全；避雷器：限制來(lái)自電力線(xiàn)的瞬時(shí)過(guò)電壓；排流線(xiàn)圈：為通過(guò)耦合電容器的工頻電流提供接地通路；調(diào)諧元件(包括匹配變量器)：與耦合電容器一起組成高通、帶通濾波器或其他網(wǎng)絡(luò)，以提高載波信號(hào)的傳輸效率。為保證阻塞效果，建議按電阻分量法調(diào)諧，一般分流，這相當(dāng)于阻波器阻塞電阻為線(xiàn)路特性阻抗倍數(shù)的情況。用于提高線(xiàn)路阻波器阻塞效果的調(diào)諧元件有幾種電路。 電力線(xiàn)載波電路的結(jié)構(gòu)［9］2 線(xiàn)路阻波器阻波器一般由電感形式的主線(xiàn)圈、調(diào)諧元件及保護(hù)元件組成，串聯(lián)在高壓電力線(xiàn)上載波信號(hào)連接點(diǎn)與相鄰的電力系統(tǒng)元件(如母線(xiàn)、變壓器等)之間。1 耦合電容器 主要用于工頻(50Hz 或60Hz)高壓及超高壓交流電力線(xiàn)路中，以實(shí)現(xiàn)高頻載波通訊、測(cè)量、控制、過(guò)電壓保護(hù)及抽取電能等目的。在頻率搬移過(guò)程中，采用數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)。二 高壓電力線(xiàn)載波（一） 定義 高壓電力線(xiàn)載波通信技術(shù)，指應(yīng)用于35kV及以上電壓等級(jí)的電力線(xiàn)載波通信技術(shù)。有時(shí)在中壓或低壓配電網(wǎng)載波通道的衰減大到難以實(shí)現(xiàn)通信的狀況時(shí), 設(shè)計(jì)人員不得不采用特殊的通信方式或設(shè)計(jì)多通道電路來(lái)自動(dòng)進(jìn)行選擇。(兩曲線(xiàn)是在同一低壓電力線(xiàn)網(wǎng)的不同地點(diǎn)測(cè)得的)8 線(xiàn)路衰減大且具有時(shí)變性高壓電力線(xiàn)載波通道衰減與頻率的平方根成正比() ,且具有時(shí)變性。因此,電力線(xiàn)載波機(jī)一般都采用較大的輸出功率電平( 37~ 49 dBm)來(lái)獲得必要的信噪比。4) 與電網(wǎng)頻率無(wú)關(guān)的窄帶干擾, 主要由其他電力設(shè)備的電磁輻射引起。 ( d) 工頻電壓波形根據(jù)國(guó)外資料描述, 電力線(xiàn)的噪聲特性可分為 4種類(lèi)型：1) 具有平滑功率譜的背景噪聲, 其噪聲的功率譜密度是頻率的減函數(shù), 如電暈噪聲。6 線(xiàn)路噪聲大電力線(xiàn)路作為通信媒介帶來(lái)的噪聲干擾遠(yuǎn)比電信線(xiàn)路大得多(),在高壓電力線(xiàn)路上,游離放電電暈、絕緣子污閃放電、開(kāi)關(guān)操作等產(chǎn)生的噪聲比較大,尤其是突發(fā)噪聲具有較高的電平。為此,電力線(xiàn)載波機(jī)在出廠前必進(jìn)行高溫老化處理, 最終檢驗(yàn)必須包含安全性檢驗(yàn)項(xiàng)目。盡管載波頻譜的分配上研究了隨機(jī)插空法、分小區(qū)法、分組分段法、頻率阻塞法及地圖色法和計(jì)算機(jī)頻率分配軟件,并且規(guī)定不同電壓等級(jí)的電力線(xiàn)路之間不得搭建高頻橋路,使載波頻率盡量得以重復(fù)使用,但還是不能滿(mǎn)足需要。此外，耦合設(shè)備還必須防止高電壓，大電流對(duì)載波設(shè)備的損害，確保安全。由于受到使用頻譜的限制，通信方向的分散以及從組網(wǎng)的靈活性考慮，電力線(xiàn)載波通信大量采用單路載波設(shè)備。電力線(xiàn)載波通道往往先于變電站完成建設(shè), 對(duì)于新建電站的通信開(kāi)通十分有利。國(guó)內(nèi)前期的研究主要側(cè)重于利用國(guó)外已有的固化PLC調(diào)制技術(shù)和芯片進(jìn)行擴(kuò)展開(kāi)發(fā)。由此開(kāi)始，電力線(xiàn)載波界進(jìn)入了載波機(jī)的數(shù)字電力線(xiàn)載波機(jī)的技術(shù)研究。80年代中期，電力線(xiàn)載波技術(shù)開(kāi)始了單片機(jī)和集成文化的革命，產(chǎn)生了小型化，多功能的載波機(jī)。后經(jīng)不斷改進(jìn)，形成了具有中國(guó)特色的ZDD5型電力線(xiàn)載波機(jī)。由于硬件資源有限，不能利用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)產(chǎn)生復(fù)雜的載波信號(hào)以及處理接受到的載波信號(hào)，更不用說(shuō)在電力線(xiàn)上組成大規(guī)模的通信網(wǎng)絡(luò)，所以早期的載波通信系統(tǒng)多僅能實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的簡(jiǎn)單通信以及小規(guī)模的系統(tǒng)。（二） 電力線(xiàn)載波通信技術(shù)的發(fā)展歷程電力線(xiàn)載波通信系統(tǒng)是以電力傳輸線(xiàn)作為傳輸載波信號(hào)的媒介，這看來(lái)似乎是一種實(shí)施并推廣的方案，但是電力線(xiàn)不是理想的載波信號(hào)傳輸媒介。f1代表碼元0,f2代表碼元1。使電路既有較高的載波信號(hào)的加載效率，又能夠完全隔離電力網(wǎng)50HZ的工頻信號(hào)。著重分析在不同的低壓電力線(xiàn)阻抗條件下的頻率特性,這也是評(píng)價(jià)接口電路藕合性能的重要指標(biāo)。C9是用來(lái)保持輸出部分的平穩(wěn)，過(guò)濾掉信號(hào)中的殘余部分。（2）接收部分由發(fā)射部分過(guò)來(lái)的135KHZ的正弦波通過(guò)電力線(xiàn)路傳播至接收部分（）,通過(guò)C1()并由L1,C10構(gòu)成的選頻電路取出135KHZ信號(hào)。1 載波模型為了更好地理解載波通信的傳輸與發(fā)送的特點(diǎn)，首先要了解載波通信的基本原理,以載波接收實(shí)驗(yàn)為例,以便提供比較感性的實(shí)驗(yàn)材料。電力線(xiàn)載波通信近二十年來(lái)的變遷和發(fā)展，在許多方面都產(chǎn)生了變化，主要表現(xiàn)在：1. 電力載波機(jī)更新?lián)Q代的發(fā)展，由模擬通信發(fā)展為數(shù)字通信，由單通道發(fā)展為多通道；2. 電力線(xiàn)載波通信設(shè)備的使用由原來(lái)的基本通信方式變換為備用通信方式；3. 電力線(xiàn)載波機(jī)傳輸?shù)男畔⒂烧Z(yǔ)音和遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)發(fā)展為更多的計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控系統(tǒng)的信息；4. 電力系統(tǒng)通信對(duì)電力線(xiàn)載波通信設(shè)備的通信容量，接口功能，信息采集，網(wǎng)管性能和質(zhì)量水平提出了更高的要求。關(guān)鍵詞：電力線(xiàn)載波通信；高壓電力線(xiàn)；中壓電力線(xiàn)；低壓電力線(xiàn)AbstractWith the fast development of electronic technology and network technology, the use of power line carrier as a signal for transmission by the people more and more attention has been increasingly widely used. The greatest advantage of the powerline network is that it covers a very wide range. Various buildings have power lines access. Different from the mon Internet, because of its munication character, the PLC (Powerline mu