電力線載波通信基礎(chǔ)

1、電力線載波通信基礎(chǔ)電力線載波通信基礎(chǔ)2內(nèi)容提要內(nèi)容提要u概述概述u載波通信基本原理載波通信基本原理u電力線載波通信的特點(diǎn)電力線載波通信的特點(diǎn)u電力線載波通信系統(tǒng)的組成電力線載波通信系統(tǒng)的組成u電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用3概述概述u電力線載波通信電力線載波通信 電力線載波（Power Line Carrier -PLC）通信是利用高壓電力線（在電力載波領(lǐng)域通常指35kV及以上電壓等級(jí)）、中壓電力線（指10kV電壓等級(jí)）或低壓配電線（380/220V用戶(hù)線）作為信息傳輸媒介進(jìn)行語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式4概述概述u電力通信網(wǎng)電力通信網(wǎng)

2、電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行而應(yīng)運(yùn)而生的，它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)被入們合稱(chēng)為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱。目前，它更是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)化和管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)；是確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段；是電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。5概述概述u電力系統(tǒng)專(zhuān)用通信網(wǎng)電力系統(tǒng)專(zhuān)用通信網(wǎng) 由于電力通信網(wǎng)對(duì)通信的可靠性、保護(hù)控制信息傳送的快速性和準(zhǔn)確性具有及嚴(yán)格的要求，并且電力部門(mén)擁有發(fā)展通信的特殊資源優(yōu)勢(shì)，因此，世界上大多數(shù)國(guó)家的電力公司都以自建為主的方式建立了電力系統(tǒng)專(zhuān)用通信網(wǎng)。6概述概述u高壓電力線載波通信網(wǎng)高壓電力線載波通信網(wǎng) u電力線載波通信是電力系

3、統(tǒng)通信專(zhuān)網(wǎng)特有的一種通信方式。它以電力線為信道，以變電站、發(fā)電廠為終端，特別適合于電力調(diào)度通信的需要，而且，電力線載波通信系統(tǒng)具有投資少、施工期短、設(shè)備簡(jiǎn)單、通信安全、實(shí)時(shí)性好、無(wú)中繼距離長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，輸電線架設(shè)到哪里，通信線路就可以延伸到哪里，在不少工期比較緊張的輸變電工程中，往往只有電力線載波通信才能夠和輸變電工程同期完成建設(shè)。u目前，我國(guó)110kV以上電力線載波電路己超過(guò)65萬(wàn)話路公里，還有大量的電力載波機(jī)在110kV以下的農(nóng)電網(wǎng)上運(yùn)行。龐大的電力線載波通信網(wǎng)擔(dān)負(fù)著電網(wǎng)內(nèi)調(diào)度電話、繼電保護(hù)和遠(yuǎn)動(dòng)信息的重要傳輸任務(wù)，對(duì)于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮著重要的作用。 7概述概述u中低壓電力線載

4、波中低壓電力線載波 u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u在380/220V用戶(hù)電網(wǎng)作為集中遠(yuǎn)方自動(dòng)抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道目（采用的載波通信方式有擴(kuò)頻、窄帶調(diào)頻或調(diào)相。10kV電網(wǎng)或380/220V用戶(hù)配電網(wǎng)中，以窄帶調(diào)制類(lèi)型的設(shè)備為多數(shù)，因?yàn)槌杀镜土﹗正在開(kāi)發(fā)并取得階段性成果的電力線上網(wǎng)高速M(fèi)ODEM的應(yīng)用（要求的速率至少需要達(dá)到512kbit/s10Mbit/s，由于采用正交頻分多路復(fù)用技術(shù)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

5、為電力線上網(wǎng)應(yīng)用的主導(dǎo)通信方式）8載波通信基本原理載波通信基本原理u頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用u單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制u雙向通信的實(shí)現(xiàn)雙向通信的實(shí)現(xiàn)9載波通信基本原理載波通信基本原理u頻分多路復(fù)用（頻分多路復(fù)用（FDMFDM）u在通信系統(tǒng)中，為了充分發(fā)揮信道的有效作用，提高信道的利用率，往往采用多路復(fù)用技術(shù)。即將多路相互獨(dú)立的信號(hào)匯集在一起，通過(guò)同一條信道傳輸。在接收端再使用相應(yīng)的處理技術(shù)，將各個(gè)信號(hào)分離開(kāi)來(lái)。u復(fù)用方式：FDMFDM、TDM、CDMu頻分多路復(fù)用：在發(fā)送端運(yùn)用頻譜搬移技術(shù)，將多路信號(hào)的頻譜搬移到互不重疊的頻段上，從而構(gòu)成一個(gè)群頻信號(hào)，經(jīng)信道發(fā)送出去的復(fù)用方式。接收端只需使用不同頻

6、率的濾波器，即可方便地從群頻信號(hào)中將各路信號(hào)分離出來(lái)，最終實(shí)現(xiàn)多路通信。當(dāng)然，群頻信號(hào)所占據(jù)的頻帶范圍，必須在傳輸信道的有效通帶之內(nèi)。10載波通信基本原理載波通信基本原理uFDMFDM11載波通信基本原理載波通信基本原理u單邊帶調(diào)制（單邊帶調(diào)制（SSBSSB） 在載波通信系統(tǒng)中，發(fā)送端有一個(gè)變頻調(diào)制器和帶通濾波器對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行處理，接收端則用同樣的變頻調(diào)制器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)（或稱(chēng)反調(diào)）。調(diào)制的主要目的則是把話音信號(hào)的頻帶搬移到適合線路傳輸?shù)念l段。12載波通信基本原理載波通信基本原理uSSBSSB調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)調(diào)制的優(yōu)點(diǎn) 占用信道頻帶窄，從而可在一定的頻帶內(nèi)傳輸更多的話路；由于抑制了載頻分量，

7、故能節(jié)省輸出功率，使設(shè)備功率容量能得到充分利用；因占用頻帶窄，故外來(lái)干擾也相應(yīng)減小。13載波通信基本原理載波通信基本原理u雙向通信的實(shí)現(xiàn)雙向通信的實(shí)現(xiàn)u載波通信的基本過(guò)程可歸納為：“一變二分三還原”。“變”是用調(diào)制器把話音頻帶變換到高頻頻帶，“分”就是頻率分割，在收信端用濾波器把各路信號(hào)從群信號(hào)中分割出來(lái)，“還原”就是利用解調(diào)器把高頻頻帶還原成話音頻帶。u按照頻率搬移、頻率分割原理實(shí)現(xiàn)傳輸線路頻分多路復(fù)用的設(shè)備叫做載波機(jī)載波機(jī)。14載波通信基本原理載波通信基本原理u雙帶二線制雙帶二線制u所謂雙帶二線制指的是在一對(duì)通信線路的兩個(gè)傳輸方向上，采用兩個(gè)不同的線路傳輸頻帶，利用方向?yàn)V波器把收、發(fā)兩個(gè)方

8、向的線路傳輸頻帶分開(kāi)，防止“自發(fā)自收”，從而實(shí)現(xiàn)雙向通信。u應(yīng)用：這種方法主要用在線路傳輸線對(duì)較少的載波通信系統(tǒng)中，如架空明線、電力線載波通信系統(tǒng)中都采用這種通信方式。15載波通信基本原理載波通信基本原理u雙帶二線制雙帶二線制16載波通信基本原理載波通信基本原理u單帶四線制單帶四線制u所謂單帶四線制指的是在線路上收、發(fā)兩個(gè)傳輸方向上采用相同的傳輸頻帶，而用兩對(duì)導(dǎo)線（四根導(dǎo)線）來(lái)各自傳輸一個(gè)方向的信號(hào)，防止“自發(fā)自收”，實(shí)現(xiàn)雙向通信。u應(yīng)用：這種方法主要用在對(duì)稱(chēng)電纜和同軸電纜載波通信系統(tǒng)。17載波通信基本原理載波通信基本原理u單帶四線制單帶四線制18載波通信基本原理載波通信基本原理u三路載波機(jī)簡(jiǎn)

9、化方框圖三路載波機(jī)簡(jiǎn)化方框圖19載波通信基本原理載波通信基本原理u頻譜搬移圖頻譜搬移圖20電力線載波通信的特點(diǎn)電力線載波通信的特點(diǎn)u獨(dú)特的耦合設(shè)備u線路頻譜安排的特殊性u(píng)以單路載波為主u線路存在強(qiáng)大的電磁干擾 21電力線載波通信的特點(diǎn)電力線載波通信的特點(diǎn)u獨(dú)特的耦合設(shè)備獨(dú)特的耦合設(shè)備u電力線路上有高壓大電流通過(guò)，載波通信設(shè)備必須通過(guò)高效、安全的耦合設(shè)備才能與電力線路相聯(lián)。這些耦合設(shè)備既要使載波信號(hào)有效傳送，又要不影響工頻電流的傳輸，還要能方便地分離載波信號(hào)與工頻電流。此外，耦合設(shè)備還必須防止工頻高壓、大電流對(duì)載波通信設(shè)備的損壞，確保安全。22電力線載波通信的特點(diǎn)電力線載波通信的特點(diǎn)u線路頻譜安

10、排的特殊性線路頻譜安排的特殊性u(píng)電力線載波通信能使用的頻譜，是由3個(gè)因素決定的：u1）電力線路本身的高頻特性；u2）避免50Hz工頻諧波的干擾；u3）考慮載波信號(hào)的輻射對(duì)無(wú)線電廣播及無(wú)線通信的影響。u我國(guó)統(tǒng)一規(guī)定電力線載波通信使用頻帶為（40500）kHz。23電力線載波通信的特點(diǎn)電力線載波通信的特點(diǎn)u以單路載波為主以單路載波為主u電力系統(tǒng)從調(diào)度通信的需要出發(fā)，往往要依靠發(fā)電廠、變電所同母線上不同走向的電力線，開(kāi)設(shè)電力線載波來(lái)組織各方向的通信。由于能使用頻譜的限制、通信方向的分散，以及從組網(wǎng)的靈活性考慮，電力線載波通信不象郵電載波那樣在一條線路上開(kāi)通十幾路、幾十路、甚至幾百路的載波電話，而是大

11、量采用單路載波設(shè)備。在某些特定情況下使用多路載波，也均在千路以下。24電力線載波通信的特點(diǎn)電力線載波通信的特點(diǎn)u線路存在強(qiáng)大的電磁干擾線路存在強(qiáng)大的電磁干擾u由于電力線路上可能存在強(qiáng)大的電暈等干擾噪聲，要求電力線載波設(shè)備具有較高的發(fā)信功率，以獲得必需的信噪比。另外，由丁50 Hz諧波的強(qiáng)烈干擾，使得（0.33.4）kHz的話音信號(hào)不能直接在電力線上傳輸，即不可能在電力線路上直接進(jìn)行音頻通信。只能將信號(hào)頻譜搬移到40 kHz以上，進(jìn)行載波通信。25電力線載波通信系統(tǒng)的組成電力線載波通信系統(tǒng)的組成26電力線載波通信系統(tǒng)的組成電力線載波通信系統(tǒng)的組成u各組成部分功能介紹各組成部分功能介紹 u電力載波

12、機(jī)ZJ的作用是對(duì)用戶(hù)的原始信息信號(hào)實(shí)現(xiàn)調(diào)制與解調(diào)，并滿足通信質(zhì)量的要求，在電力系統(tǒng)中載波站一般設(shè)置在發(fā)電廠或變電所內(nèi)。u耦合電容器C和結(jié)合濾波器JL構(gòu)成一個(gè)高通濾波器，共同完成耦合作用，其作用是通過(guò)高頻載波信號(hào)，阻止電力線上的50 Hz的工頻高壓和工頻電流進(jìn)入載波設(shè)備，保護(hù)載波設(shè)備和人身的安全。u線路阻波器GZ串接在電力線路和母線之間，是對(duì)電力系統(tǒng)一次設(shè)備的“加工”，故稱(chēng)之為“加工設(shè)備”，作用是通過(guò)電力電流、阻止高頻載波信號(hào)漏到電力設(shè)備（變壓器或電力線分支線路），以減少變壓器或電力線分支線路對(duì)高頻信號(hào)的介入衰減，以及同母線不同電力線路上高頻通道之間的相互串?dāng)_。27電力線載波通信系統(tǒng)的組成電力線

13、載波通信系統(tǒng)的組成u電力線高頻通道電力線高頻通道 u由結(jié)合濾波器JL（又稱(chēng)結(jié)合設(shè)備），耦合電容器C、阻波器GZ（又稱(chēng)加工設(shè)備）和電力線路組成。為了實(shí)現(xiàn)高頻信號(hào)在高壓輸電線路上傳輸需要安裝耦合裝置。u耦合裝置耦合裝置 u耦合裝置包括結(jié)合設(shè)備、加工設(shè)備及耦合電容器u耦合方式耦合方式u相相耦合方式，相地耦合方式和混合耦合方式。28電力線載波通信系統(tǒng)的組成電力線載波通信系統(tǒng)的組成u耦合方式耦合方式29電力線載波通信系統(tǒng)的組成電力線載波通信系統(tǒng)的組成u相地耦合方式將載波設(shè)備連接在一根導(dǎo)線和大地之間。它的特點(diǎn)是只需一個(gè)耦合電容器和一個(gè)阻波器，在設(shè)備的使用上比較經(jīng)濟(jì)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。但這種方式所引起的

14、衰減比相相耦合方式大，而且在相導(dǎo)線發(fā)生接地故障時(shí)高頻衰減增加很多。需要指出的是，這種方式雖然耦合是一相對(duì)地，但實(shí)際的信號(hào)傳輸卻包括其它兩相在內(nèi)，以復(fù)雜的相間波方式進(jìn)行著。u相相耦合方式需要兩個(gè)耦合電容器和兩個(gè)阻波器，耦合設(shè)備費(fèi)用約為相地耦合方式的兩倍。但相相耦合方式的優(yōu)點(diǎn)是高頻衰減小，并且當(dāng)電力線路故障時(shí)，由于80的故障屬于單相故障，所以具有較高的安全性。目前國(guó)內(nèi)外在一些可靠性要求較高的電力線高頻通道中已采用了相相耦合方式。30電力線載波通信系統(tǒng)的組成電力線載波通信系統(tǒng)的組成31電力線載波通信系統(tǒng)的組成電力線載波通信系統(tǒng)的組成32電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u差分/ /匯接系統(tǒng) u壓縮擴(kuò)展器 u調(diào)

15、制器u載供系統(tǒng) u呼叫系統(tǒng)u自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)33電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u差分差分/ /匯接系統(tǒng)匯接系統(tǒng)u定義：把一個(gè)傳輸通路分成兩個(gè)及以上的傳輸通路稱(chēng)為差分，而把兩個(gè)及以上的傳輸通路合并為一個(gè)傳輸通路稱(chēng)為匯接。在各種類(lèi)型的載波機(jī)中，凡是多個(gè)通道（或多個(gè)信號(hào)）需要分開(kāi)或匯接的地方，均廣泛使用差分網(wǎng)絡(luò)或匯接網(wǎng)絡(luò)。有的電路網(wǎng)絡(luò)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)差分和匯接作用，故稱(chēng)為差分匯接網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱(chēng)差接網(wǎng)絡(luò)。u作用：直接的通道（信號(hào)）差分/ 匯接功能 音頻用戶(hù)端的2/4線轉(zhuǎn)換34電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)35電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)36電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)37電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u壓縮擴(kuò)展器壓縮擴(kuò)展器u作用：抑制噪

16、聲、提高通路信噪比，保證通信質(zhì)量壓縮器和擴(kuò)張器統(tǒng)稱(chēng)為壓擴(kuò)器，主要用在話音信號(hào)通路中。為了保證話音信號(hào)不失真，信號(hào)的最高電平將受到通路最大發(fā)信功率的限制，故發(fā)信支路設(shè)備的功率容量無(wú)法得到充分利用。而信號(hào)的低電平部分，又要受到線路噪聲的嚴(yán)重干擾。u壓縮器：用于發(fā)信支路入口，它將話音信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍加以壓縮。u擴(kuò)張器：用于收信支路的出口，將信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍按一定比例擴(kuò)張，恢復(fù)原始信號(hào)。38電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)39電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u顯然，在發(fā)信端，壓縮器提升了小信號(hào)的電平，客觀上提高了信噪比，改善了通信質(zhì)量；而處于收信端的擴(kuò)張器在恢復(fù)信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，抑制了信號(hào)間隙時(shí)的背景噪聲，在主觀感覺(jué)上

17、也改善了通信質(zhì)量。實(shí)踐證明，在一定條件下，電力線載波通路采用壓擴(kuò)器后，客觀上能將信噪比提高10 dB，而主觀感覺(jué)上則可提高15 dB左右。40電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u調(diào)制器調(diào)制器u調(diào)制是實(shí)現(xiàn)載波通信的基礎(chǔ)，調(diào)制器是載波機(jī)中非常重要的部件。在單邊帶載波通信機(jī)中，常使用環(huán)形調(diào)制器。u環(huán)形調(diào)制器工作原理u為便于分析，作如下合理假設(shè)：u（1）環(huán)形調(diào)制器與信號(hào)源和負(fù)載阻抗匹配；u（2）調(diào)制器工作于小信號(hào)狀態(tài)，即uF uf；u（3）變量器為理想變量器，且完全平衡；u（4）晶體二極管為理想二極管。41電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)42電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)43電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u環(huán)形調(diào)制器輸出產(chǎn)物的頻率

18、分布u理想環(huán)形調(diào)制器的輸出產(chǎn)物比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有直流、沒(méi)有載漏、沒(méi)有信漏、沒(méi)有偶次諧波及其組合波44電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u載供系統(tǒng)載供系統(tǒng)u提供各種載頻信號(hào)的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)載供系統(tǒng)。u數(shù)字鎖相環(huán)頻率合成器載供系統(tǒng) 45電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u載供系統(tǒng)的技術(shù)要求載供系統(tǒng)的技術(shù)要求 u頻率穩(wěn)定度 u電平穩(wěn)定度 u載頻純潔度 u載頻準(zhǔn)確度 u可靠性 46電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u鎖相環(huán)工作原理鎖相環(huán)工作原理u鎖相環(huán)路由鑒相器PD、環(huán)路濾波器LPF和壓控振蕩器VCO三個(gè)基本部分組成。47電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u鑒相器鑒相器u鑒相器是相位比較電路，它將輸入的基準(zhǔn)頻率信號(hào)uin的瞬時(shí)相位和壓控振蕩器輸出信

19、號(hào)uout的瞬時(shí)相位進(jìn)行比較，然后輸出與兩個(gè)信號(hào)相位差 Q(t)=Qin(t)Qout(t)成比例的誤差電壓ud（t）。 ud（t）=KdQin(t)Qout(t)=KdQ(t)u一般uin的頻穩(wěn)度相當(dāng)高，但VCO的輸出uout頻率可能漂移，ud（t）正是反映了uout的頻漂程度，故用 ud（t）可對(duì)VCO的輸出信號(hào)頻率進(jìn)行有效的控制。上式中的Kd稱(chēng)為鑒相器的增益系數(shù)。48電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u環(huán)路濾波器環(huán)路濾波器 u環(huán)路濾波器接在鑒相器之后，是一個(gè)低通濾波器，用于濾除鑒相器輸出ud（t）中的高頻噪聲，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證環(huán)路性能。u壓控振蕩器u壓控振蕩器的振蕩角頻率v（t）受控制電壓

20、uc（t）控制。當(dāng)uc（t）=0時(shí)，壓控振蕩器在其固有振蕩角頻率0上振蕩；當(dāng)uc（t）在正負(fù)之間變化時(shí)， v（t）即在0上下變化。VCO的控制特性可表示為：v（t）0Kvuc（t）式中Kv為壓控振蕩器的控制靈敏度。49電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)50電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u結(jié)論結(jié)論u鎖相環(huán)路實(shí)質(zhì)上是一個(gè)相位自動(dòng)控制系統(tǒng)。它利用鑒相器比較得出輸入、輸出信號(hào)的相位差，并以此控制輸出信號(hào)頻率，保證相位差穩(wěn)定（為零），最終達(dá)到uout與uin頻率相同，頻率穩(wěn)定度也相同的目的。如果在鎖相環(huán)反饋電路中串入一個(gè)n分頻器，如圖3-15中虛線框所示。這時(shí)由于分頻器對(duì)于uout作n分頻后再送到PD與uin進(jìn)行比較，

21、不難想象，反饋控制的最終結(jié)果，將使uout信號(hào)頻率為uin的n倍，并同樣具有相同的頻穩(wěn)度。鎖相環(huán)式的載供系統(tǒng)就是根據(jù)這個(gè)原理，選取適當(dāng)?shù)氖⒕w振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號(hào)，通過(guò)鎖相環(huán)來(lái)獲取各種（基準(zhǔn)頻率的n倍）載頻信號(hào)的。51電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u呼叫系統(tǒng)呼叫系統(tǒng)u呼叫系統(tǒng)是完成用戶(hù)間接續(xù)聯(lián)絡(luò)的信號(hào)系統(tǒng)，其目的是向被叫用戶(hù)話機(jī)送低頻鈴流，實(shí)現(xiàn)振鈴呼叫。因此，呼叫系統(tǒng)也稱(chēng)為振鈴系統(tǒng)。u當(dāng)載波機(jī)采用自動(dòng)選呼方式時(shí)，主叫要發(fā)出直流選擇脈沖，通過(guò)呼叫發(fā)送轉(zhuǎn)換成音頻脈沖呼叫信號(hào)，并借助載波機(jī)發(fā)信電路，才能送往對(duì)方。這一過(guò)程稱(chēng)為呼出。而在接收端，將由呼叫接收電路把音頻呼叫信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流脈沖選擇用戶(hù)，然后再

22、向被叫用戶(hù)話機(jī)送低頻鈴流。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為呼入。52電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u呼叫系統(tǒng)基本要求呼叫系統(tǒng)基本要求u呼叫信號(hào)發(fā)信電平穩(wěn)定和頻率準(zhǔn)確u呼叫接收動(dòng)作范圍 l）選擇性 2）靈敏度u對(duì)通路正常信息的影響須盡可能小u呼叫系統(tǒng)制式呼叫系統(tǒng)制式u呼叫系統(tǒng)的音頻呼叫信號(hào)頻率設(shè)置在話音頻帶之內(nèi)的，稱(chēng)為帶內(nèi)制；設(shè)在話音頻帶之外的，稱(chēng)為帶外制53電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u頻譜安排 在話音頻帶為（302000）Hz的窄帶通信中，呼叫信號(hào)頻率選為（222030）Hz；（3003400）Hz的寬帶通信則選為（366030）Hz。u調(diào)制方式： 頻移鍵控式（FSK）54電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)55電力線載波機(jī)電力線載

23、波機(jī)u呼叫系統(tǒng)的工作過(guò)程呼叫系統(tǒng)的工作過(guò)程 u呼出：靜止時(shí)雙方用戶(hù)掛機(jī)，自動(dòng)交換系統(tǒng)向載波機(jī)的M線送出“地”信號(hào)，由頻移鍵控電路控制，使移頻振蕩器產(chǎn)生振蕩頻率2250Hz。用戶(hù)摘機(jī)時(shí)，交換系統(tǒng)停送“地”，鍵控使振蕩頻率變?yōu)?190 Hz。撥號(hào)時(shí)，用戶(hù)撥號(hào)盤(pán)的脈沖觸點(diǎn)斷續(xù)，使用戶(hù)話機(jī)直流回路斷續(xù)接通，交換系統(tǒng)則斷續(xù)送出“地”信號(hào)，致使移頻振蕩頻率在2250Hz和2190Hz兩個(gè)頻率點(diǎn)上變化。這樣便將用戶(hù)話機(jī)的直流脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻移鍵控的音頻呼叫信號(hào)，經(jīng)發(fā)信支路送出，完成呼出過(guò)程。56電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u呼入：雙方掛機(jī)時(shí)，對(duì)方連續(xù)送來(lái)的2250Hz信號(hào)，經(jīng)“呼叫帶”選出、限幅放大、鑒頻后，輸

24、出的直流電壓經(jīng)過(guò)差動(dòng)放大，使收鈴繼電器KR不動(dòng)作。對(duì)方摘機(jī)后送來(lái)的2190Hz信號(hào)則使KR動(dòng)作，其觸點(diǎn)閉合，將“地”信號(hào)經(jīng)載波機(jī)的E線送給自動(dòng)交換系統(tǒng)。此后，對(duì)方撥號(hào)時(shí)發(fā)出的2250 Hz和2190 Hz頻移鍵控信號(hào)則使KR斷續(xù)動(dòng)作，使其觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)給自動(dòng)交換系統(tǒng)傳送撥號(hào)直流脈沖信號(hào)的目的，完成呼入過(guò)程。57電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用 就是用來(lái)補(bǔ)償各種因素引起的傳輸電平的波動(dòng)，保證傳輸電平的穩(wěn)定。u引起傳輸電平波動(dòng)的主要因素引起傳輸電平波動(dòng)的主要因素 1、設(shè)備增益和衰減的變化 2、線路衰減的變化u自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成 由導(dǎo)頻發(fā)送和導(dǎo)頻

25、接收兩大部分組成，分別位于載波設(shè)備的發(fā)信支路和收信支路。58電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)59電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)u調(diào)節(jié)過(guò)程調(diào)節(jié)過(guò)程 當(dāng)采用反控方式時(shí)，其調(diào)節(jié)過(guò)程為：uLOudud=（udE）ucRT負(fù)反饋量調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)增益GLOu這樣不斷循環(huán)的調(diào)節(jié)，直到導(dǎo)頻電平在平調(diào)放大器的輸出端基本恢復(fù)正常，調(diào)節(jié)停止，系統(tǒng)處在一種新的穩(wěn)定狀態(tài)。從而起到了補(bǔ)償線路衰減變化的作用，保證了傳輸電平的穩(wěn)定。60電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用u電力線通信(Power Line Communication)技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號(hào)的一種通信方式。電力線通信并不是新技術(shù)，已經(jīng)

26、有幾十年的發(fā)展歷史，在中高壓輸電網(wǎng)(35kV以上)上通過(guò)電力載波機(jī)利用較低的頻率(9490kHz)以較低速率傳送遠(yuǎn)動(dòng)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。在低壓(220V)領(lǐng)域，PLC技術(shù)首先用于負(fù)荷控制、遠(yuǎn)程抄表和家居自動(dòng)化，其傳輸速率一般為1200bps或更低，稱(chēng)為低速PLC。近幾年國(guó)內(nèi)外開(kāi)展的利用低壓電力線傳輸速率在1Mbps以上的電力線通信技術(shù)稱(chēng)之為高速PLC。 61電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用u近年來(lái)，隨著Internet技術(shù)的飛速發(fā)展，登錄上網(wǎng)的人數(shù)成倍增長(zhǎng)。然而，采用何種通信方式使用戶(hù)終端連接到最近的寬帶網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，成為長(zhǎng)期困擾人們的難點(diǎn)

27、之一，也是Internet普及的瓶頸之一，被業(yè)內(nèi)人士稱(chēng)為寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的“最后一公里”問(wèn)題。利用四通八達(dá)、遍布城鄉(xiāng)、直達(dá)用戶(hù)的220V低壓電力線傳輸高速數(shù)據(jù)的PLC技術(shù)以其不用布線、覆蓋范圍廣、連接方便的顯著特點(diǎn)，被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是提供“最后三百米”解決方案最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)之一。目前高速PLC已可傳輸高達(dá)45Mbps的數(shù)據(jù)，而且能同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻和電力，有可能帶來(lái)“四網(wǎng)合一”的新趨勢(shì)。62電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用u典型應(yīng)用之一典型應(yīng)用之一u在配電變壓器低壓出線端安裝PLC主站，將電力線高頻信號(hào)和傳統(tǒng)的光纜等寬帶信號(hào)進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換。PLC主站的一側(cè)通過(guò)電容或電感

28、耦合器連接電力電纜，注入和提取高頻PLC信號(hào)；另一側(cè)通過(guò)傳統(tǒng)通信方式，如光纖、CATV、ADSL等連接至Internet。在用戶(hù)側(cè)，用戶(hù)的計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)接口或USB接口與PLC調(diào)制解調(diào)器相連，普通話機(jī)通過(guò)RJ-11接口連至PLC調(diào)制解調(diào)器，而PLC調(diào)制解調(diào)器直接插入墻上插座。如果PLC高頻信號(hào)衰減較大或干擾較大，可以在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)加裝中繼器以放大信號(hào)。63電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用64電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用u典型應(yīng)用之二：低壓電力線抄表系統(tǒng)典型應(yīng)用之二：低壓電力線抄表系統(tǒng)u工作原理過(guò)程：工作原理過(guò)程：u計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)的指令，通過(guò)服

29、務(wù)器與數(shù)據(jù)集中器通信連接，計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)的指令，通過(guò)服務(wù)器與數(shù)據(jù)集中器通信連接，根據(jù)（上位機(jī)）軟件與集中器的通信協(xié)議，由上位機(jī)控制集根據(jù)（上位機(jī)）軟件與集中器的通信協(xié)議，由上位機(jī)控制集中器的程序，集中器根據(jù)計(jì)算機(jī)指令程序開(kāi)始工作，集中器中器的程序，集中器根據(jù)計(jì)算機(jī)指令程序開(kāi)始工作，集中器的程序命令指揮集中器內(nèi)的各種電路工作，把應(yīng)發(fā)送和接收的程序命令指揮集中器內(nèi)的各種電路工作，把應(yīng)發(fā)送和接收的指令通過(guò)電力線與各載波表通訊，接收電表計(jì)量的各種數(shù)的指令通過(guò)電力線與各載波表通訊，接收電表計(jì)量的各種數(shù)據(jù)。各個(gè)載波表又同時(shí)接受集中器的設(shè)定程序，互相傳遞信據(jù)。各個(gè)載波表又同時(shí)接受集中器的設(shè)定程序，互相傳遞信

30、息或委托某個(gè)載波表把信息轉(zhuǎn)送集中器。在整個(gè)過(guò)程中，它息或委托某個(gè)載波表把信息轉(zhuǎn)送集中器。在整個(gè)過(guò)程中，它受集中器設(shè)置的程序執(zhí)行功能控制，形成一個(gè)智能化自適應(yīng)受集中器設(shè)置的程序執(zhí)行功能控制，形成一個(gè)智能化自適應(yīng)中繼通信系統(tǒng)。中繼通信系統(tǒng)。65電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用66電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用u高速高速PLCPLC同其他接入技術(shù)的比較同其他接入技術(shù)的比較 67電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用u高速高速PLCPLC具有如下優(yōu)越性：具有如下優(yōu)越性： 1)充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，無(wú)需任何布線，是一種“N

31、o New Wires”技術(shù)，節(jié)約了資源。無(wú)需挖溝、無(wú)需穿墻打洞，避免了對(duì)建筑物和公用設(shè)施的破壞。2)可以為用戶(hù)提供價(jià)格低廉的高速因特網(wǎng)訪問(wèn)服務(wù)、IP話音服務(wù)，從而使用戶(hù)上網(wǎng)和打電話增加了新的選擇，有利于同其它電信服務(wù)商的競(jìng)爭(zhēng)。3)對(duì)家庭聯(lián)網(wǎng)提供支持，使人們可以盡享由PLC技術(shù)帶來(lái)的家庭音、視頻網(wǎng)絡(luò)，多人對(duì)抗游戲等娛。4)是家居自動(dòng)化的生力軍，通過(guò)遍布各個(gè)房間的墻上插座將智能家電聯(lián)網(wǎng)，提前享用數(shù)字化家庭的舒適和便利。5)利用PLC的永久在線連接構(gòu)建的防火、防盜、防有毒氣體泄漏等的保安監(jiān)控系統(tǒng)，讓上班族高枕無(wú)憂；構(gòu)建的醫(yī)療急救系統(tǒng)，讓家有老人、孩子和病人的家庭倍感方便。68電力線載波在電力系統(tǒng)中

32、的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用u高速高速PLCPLC具有如下優(yōu)越性具有如下優(yōu)越性( (續(xù)續(xù)) )： 6)遠(yuǎn)程自動(dòng)讀出水、電、氣表數(shù)據(jù)，為公用事業(yè)公司節(jié)省大量的抄表費(fèi)用，也方便了用戶(hù)。7)為電力公司提供負(fù)荷控制、需求側(cè)管理的新手段，提高電力公司管理水平。8)電力公司以極低的投資就可以進(jìn)入ISP、ICP和話音等電信服務(wù)市場(chǎng)，成為新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。9)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、視頻、電力“四網(wǎng)合一”，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。69電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用u當(dāng)前國(guó)際上高速當(dāng)前國(guó)際上高速PLCPLC廠商和產(chǎn)品狀況廠商和產(chǎn)品狀況 70電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力線載波在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用u相關(guān)國(guó)際組織相關(guān)國(guó)際組織電力線高速通信的國(guó)際組織主要有家庭插電聯(lián)盟電力線高速通信的國(guó)際組織主要有家庭插電聯(lián)盟HPAHPA(HomePlug Powerline Alliance)(HomePlug Powerline Alliance)、電力