【正文】 采用音頻轉(zhuǎn)接。 圖 312 第三節(jié) 數(shù)字式電力線載波機(jī) 一、數(shù)字電力載波通信的優(yōu)點(diǎn) 電力線載波通信在電力通信網(wǎng)中占有重要地位，而數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展給電力線載波通信開辟了廣闊前景，隨著各種通信系統(tǒng)向數(shù)字化演進(jìn)，電力線載波也不例外地開始了數(shù)字化進(jìn)程。融合計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、采用數(shù)字電力線載波通信 DPLC(Digital Power Line Carrier)系統(tǒng)對(duì)電力線載波通信網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展和改進(jìn)，無(wú)論在經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)上都是最佳選擇方案。 與 APLC相比較， DPLC優(yōu)點(diǎn)： (1) 在相同信道帶寬（ 2 4kHz〕 條件下，能傳輸?shù)碾娫捖窋?shù)增多，數(shù)據(jù)容量大，頻帶利用率提高。 (2) 數(shù)字方式抗干擾能力強(qiáng)，通信質(zhì)量得到提高。 (3) 話音、遠(yuǎn)動(dòng)和呼叫信號(hào)都變?yōu)閿?shù)字形式，可不必再考慮發(fā)信功率的分配，以全功率發(fā)出即可。 (4)提供的數(shù)字接口能適應(yīng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN）的發(fā)展趨勢(shì)，便于靈活組網(wǎng)。 (5)便于用外部計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)修改設(shè)備參數(shù)及工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制。 二、對(duì)數(shù)字電力線載波機(jī)的要求 考慮到現(xiàn)有 APLC的應(yīng)用情況及將來(lái)電力數(shù)字通信網(wǎng)的發(fā)展， DPLC應(yīng)滿足以下要求： （ 1）提供現(xiàn)有 APLC的各種業(yè)務(wù)（調(diào)度電話、遠(yuǎn)動(dòng)、遠(yuǎn)方保護(hù)）及新增數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。 （ 2）通道容量應(yīng)比 APLC至少大三倍以上。 （ 3）占用與 APLC相同的帶寬，且不改變?cè)械念l譜分配。 （ 4）在線路側(cè)與 APLC兼容，原有的耦合裝置不變，可與APLC共同組網(wǎng)。 （ 5）具有良好的可擴(kuò)充性能。 （ 6）投資少、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高。 三、數(shù)字電力線載波機(jī)的關(guān)鍵技術(shù) ? 目前的 DPLC大致有兩種類型，一種是模擬體制的DPLC，這種設(shè)備類似于模擬電視接收機(jī)的電路數(shù)字化，在局部采用了一些先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)，如數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（ DSP），在音頻部分和其它一些功能實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，但體制還是模擬的，仍采用傳統(tǒng)的單邊帶（SSB）方式，收發(fā)頻帶仍各為 4kHz，但由于數(shù)字技術(shù)的采用，設(shè)備性能得以提高，接口靈活，便于計(jì)算機(jī)直接監(jiān)測(cè)和控制，如德國(guó)西門子的 ESB－ 202瑞士ABB的 ETL；另一種則是全數(shù)字化的載波機(jī)，它將音頻信號(hào)變?yōu)閿?shù)字編碼，傳輸上采用多電平數(shù)字調(diào)制技術(shù)，如多電平正交調(diào)幅（ MQAM）、網(wǎng)格編碼調(diào)制（TCM）等，采用回波抵消（ EC）技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙向通信，信息速率可達(dá)到 32kb/s, 實(shí)現(xiàn)了體制的徹底轉(zhuǎn)變，容量得到很大提高，如挪威 Nera公司的 。 局部采用數(shù)字技術(shù)的 DPLC涉及以下工作： （ 1）供系統(tǒng)采用鎖相頻率合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。 （ 2）音頻通道復(fù)用濾波器 DSP進(jìn)行數(shù)字化。 （ 3）調(diào)制、解調(diào)部分采用 DSP進(jìn)行數(shù)字化等。 全數(shù)字化的載波機(jī)是真正意義上的數(shù)字載波機(jī)，它采用語(yǔ)音壓縮編碼、數(shù)字時(shí)分復(fù)用、糾錯(cuò)編碼、數(shù)字調(diào)制、自適應(yīng)均衡、回波抵消等多種數(shù)字通信技術(shù) , 將數(shù)字信號(hào) (數(shù)據(jù)、數(shù)字化語(yǔ)音、傳真等 )調(diào)制到電力線載波頻段 (40一 500 kHz)，通過(guò)高壓電力線傳送，其傳輸速率及系統(tǒng)容量取決于采用的數(shù)字調(diào)制方式、占用頻帶寬度、線路信噪比、模擬信號(hào)數(shù)字化方法等因素，一般為 l 0一 100 kbit/s，可容納幾路至幾十路低速數(shù)據(jù)或壓縮語(yǔ)音信號(hào)。 DPLC所采用的數(shù)字技術(shù)主要有： 1． DSP 技術(shù) 2 ．高效的多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù) 3．語(yǔ)音壓縮編碼技術(shù) 圖 313 數(shù)字式載波機(jī)的發(fā)送和接收過(guò)程 四、數(shù)字電力線載波設(shè)備構(gòu)成 （一） DPLC基本結(jié)構(gòu) DPLC設(shè)備發(fā)送部分的基本結(jié)構(gòu)如圖 314 所示，主要由時(shí)分復(fù)用、數(shù)字調(diào)制和高頻設(shè)備三個(gè)功能模塊組成。 （二）數(shù)字載波機(jī)實(shí)例 — ? Nera公司推出的數(shù)字式電力線載波機(jī)，是目前比較先進(jìn)的數(shù)字載波機(jī)。它以 8kHz頻帶（兩個(gè)相鄰的 4kHz）建立一條全雙工電路，傳輸 32 Kb /s的數(shù)據(jù)信息（含語(yǔ)音和數(shù)據(jù)）及遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)。電話和數(shù)據(jù)的傳輸容量靈活可變，最多可有三條話路或 9條數(shù)據(jù)通路，輸出功率 4080W，適合于 220kV以上電壓等級(jí)線路上使用。 ? 315所示，圖中串行數(shù)據(jù)控制器 SDC是 據(jù)的動(dòng)態(tài)復(fù)接，在 TEL/SDI模塊和 ALT模塊間傳送串行數(shù)據(jù)。 TEL電話通路及編譯碼器，其語(yǔ)音編碼采用低滯后線性預(yù)測(cè)編碼（ LASVQ），最多可配置三條話路。SDI是串行數(shù)據(jù)輸入模塊，總共可配置 9條數(shù)據(jù)通路。 ALT是線路傳輸轉(zhuǎn)換部分，經(jīng) SDC復(fù)接的數(shù)字流在 ALT中進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，將要傳輸?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)換到電力線載波頻段，而接收的載波信號(hào)則在這里被解調(diào)成基帶信號(hào)，再由 SDC分解為不同業(yè)務(wù)的信號(hào)。 遠(yuǎn)方保護(hù)輸入 TPI和遠(yuǎn)方保護(hù)模塊 TPS對(duì)遠(yuǎn)方保護(hù)命令進(jìn)行處理。 ALT I/O部分包括線路濾波、差分匯接、功率放大等，最終與高頻電纜（ HFC）相連。整個(gè)載波由微機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)督控制（ SCC） . 第四節(jié) 電力線載波通信新技術(shù) 一、中 /低壓電力載波通信技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用 1 . 10kV以上的高壓電力線載波技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，隨著電力線載波技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)的需要，中 /低壓電力載波通信的技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用亦出現(xiàn)了方興未艾的局面，電力線載波通信這座被國(guó)外傳媒喻為“未被挖掘的金山”正逐漸成為一門電力通信領(lǐng)域乃至關(guān)系到千家萬(wàn)戶的熱門專業(yè)。 中低壓電力線載波的應(yīng)用目前主要在 10kV電力線作為配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道，以及在380/220V用戶電網(wǎng)作為集中遠(yuǎn)方自動(dòng)抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道，還有正在開發(fā)并取得階段性成果的電力線上網(wǎng)（ PLC,又稱電力線接入 ,其工作原理在第九章第九節(jié)介紹）。在這些方面， 10kV上的應(yīng)用已達(dá)到了實(shí)用化，作為自動(dòng)抄表系統(tǒng)通道的載波應(yīng)用目前已能夠形成組網(wǎng)通信，完成數(shù)據(jù)抄收功能，關(guān)于電力線上網(wǎng)的電力載波技術(shù)應(yīng)用目前已在北京等地開通了實(shí)驗(yàn)小區(qū)，取得了大量的第一手工程資料，這是一個(gè)非常好的開端，至于何時(shí)能夠進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)還需綜合考慮技術(shù)性能、成本核算和符合國(guó)家有關(guān)環(huán)境政策等方面的問題。 二、中 /低壓電力載波通信的關(guān)鍵技術(shù) ? 我國(guó)大規(guī)模地開展用戶配電網(wǎng)載波應(yīng)用技術(shù)的研究是在2021年左右，目前在自動(dòng)集抄系統(tǒng)中采用的載波通信方式有擴(kuò)頻、窄帶調(diào)頻或調(diào)相。在使用的設(shè)備中，以窄帶調(diào)制類型的設(shè)備為多數(shù)，其主要原因可能是其成本低廉。 ? 電力線上網(wǎng)的應(yīng)用由于要求的速率至少需要達(dá)到 512kbit/s～ 10Mbit/s，所以無(wú)一例外地采用擴(kuò)頻通信方式。在各種擴(kuò)頻調(diào)制方式中，由于采用正交頻分多路復(fù)用技術(shù)(Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM)調(diào)制具有突發(fā)模式的多信道傳輸、較高的傳輸速率、更有效的頻譜利用率和較強(qiáng)的抗突發(fā)干擾噪聲的能力，再加上前向糾錯(cuò)、交叉糾錯(cuò)、自動(dòng)重發(fā)和信道編碼等技術(shù)來(lái)保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠，因而成為電力線上網(wǎng)應(yīng)用的主導(dǎo)通信方式。 本章要點(diǎn) ? 由于濾波器技術(shù)性能的限制及分路、轉(zhuǎn)換的要求，一般載波機(jī)中都采用多級(jí)變頻。 ? 電力線載波通信與一般明線載波系統(tǒng)相比有很多獨(dú)特的地方，如線路耦合、頻譜安排、抗干擾等。根據(jù)電力通信的具體情況，電力線載波以單路載波為主，其信號(hào)復(fù)用體現(xiàn)在遠(yuǎn)動(dòng)、遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)與話音信號(hào)的復(fù)用上。 ? 電力線載波機(jī)由發(fā)信支路、收信支路、自動(dòng)電平調(diào)節(jié)、呼叫系統(tǒng)、自動(dòng)變換系統(tǒng)等部分組成。收 /發(fā)雙方利用導(dǎo)頻信號(hào) (中頻載頻 )實(shí)現(xiàn)最終同步。 作業(yè) 1. 畫出相 地耦合方式的電力線載波通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，說(shuō)明各個(gè)功能部件的作用。 2. 電力線載波通信系統(tǒng)有哪三種通信方式？各有何特點(diǎn)？