电力线载波通信系统_电力线载波通信的原理_电力载波通信的优缺点

电力线通信技术（Power Line Communication）出现于 20 世纪 20 年代初期。它是利用 已有的低压配电网作为传输媒介，实现数据传递和信息交换的一种手段。应用电力线通信方式发送数据时，先将数据调制到一个高频载波上，再经过功率放大后通过耦合电 路耦合到电力线上。信号频带峰峰值电压一般不超过 10V，因此不会对电力线路造成不良 影响。

电力线载波通信与一般架空线载波通信的不同点是：在同一电网内可用的频谱范围自8kHz～500kHz，只能开通有限的通道,如每个单向通道需占用标准频带4kHz,则该频带不能重复使用，否则将产生严重的串音干扰。故一般电力线载波设备均采用单路单边带体制，每条通道双向占用2×4kHz带宽,总共61条电路。如果需要开更多电路，则必须采取加装电网高频分割滤波器的隔离措施。

结构

电力线载波通道的基本结构如图[电力线载波通道结构]所示。电力线载波通信系统载波机的收发信端用高频电缆经结合滤波器(起阻抗匹配及工频电流接地作用)联接耦合电容器（起隔离工频高压的作用）,将载波电流传送到输电线上,阻波器用以防止载波电流流向变电所母线侧，减小分流损失。

载波电流与输电线的耦合方式分为相相耦合及相地耦合两类。相相耦合传输衰耗较小，但耦合设置投资较大。相地耦合传输衰耗较大，但耦合设置投资较小。在采用对地绝缘的架空避雷线的输电线上（雷击时通过绝缘子的放电间隙对地放电），也可以将载波电流耦合到架空地线上，称为地线载波。如果高压输电线的相导线是导线，则耦合在两条子导线之间开通的载波称为相载波（此时导线间必须彼此绝缘起来）。

发信功率限制

由于载波电流在电力线上传输时会向空间辐射电磁波，干扰该频段内的广播和飞行、航海等导航业务，所以各国均对发信功率加以限制，通常10瓦输出可传输几百公里，而某些大于1000公里的线路，也允许将输出功率提高到100瓦。

频带复用

现代大多数电力线载波机，均采用标准4kHz频谱,其中有效传输频带为300～3400Hz。为了节约使用有效频带,采用频分复用技术，将300～2000Hz一段传送话音，2400～3400Hz上音频段传送远动数据或高频保护信号。还有些载波机配有专用的控制接口，利用同一载波通道瞬时切换传送高频保护信号，统称为复用载波机。

信号的传输计算，耦合到输电线上的高频载波电流，随着导线排列和交叉换位的差异，以及耦合方式的不同，其传输规律非常复杂。在设计载波通道时，传输性能的计算以往多用经验公式,不够精确。70年代以后,根据模式传输理论推导了载波电流模式传输计算数学模型，所编制的通用计算程序已经提供了工程上足够精确的计算工具，供设计、制造及运行部门使用。电力线载波通信系统80年代中国所开发的实用化软件，已经达到了国际先进水平。

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