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发信人: Muller (胖胖熊), 信区: network
标  题: 电力线接入网（3）
发信站: 听涛站 (2001年07月28日19:38:41 星期六), 站内信件

五．    电力线接入网的体系结构与技术改进
电力线接入网框架
电力线接入网简单说来就是，在配电网络传输能量流的同时，传输数字语音和数据流，从
而实现高速因特网接入。而因特网的主干网、电话的程控交换网和仍由原来各自的主干网
络担任。
 
图1  电力线接入网框图
上图所示，是采用电力线载波技术实现接入网的一个结构框图。在用户端，信息数据从电
力线上通过耦合适配器与工频电力分离，并通过电缆进入DPLC Modem（数字电力线载波通
信调制解调器），该调制解调器有四个接口，其余三个接口分别接电话、计算机网线和用
户自动化信息。其中计算机通过Ethernet网卡、网线连接到调制解调器上。在变电站侧，
信息数据从电力线通过耦合适配器与工频电力分离，同样通过电缆进入DPLC Modem，然后
将各种信息分离，其中用户信息与用户自动化管理系统相连；电话信息通过交换机接线架
，进入程控交换机；互连网信息则进入DPLCAM（数字电力线载波通信接入多路复用交换设
备），该设备可供多个DPLC Modem联入互连网，同时该设备还与服务器相连，可以进行信
息管理。
电力线载波调制
1997年10月，英国联合电力公司下属的Norweb通讯公司和加拿大Nortel公司开发的数字配
电线载波技术（DPL--Digital Power Line）实现了在低压配电网上进行远程通讯，从而将
四通八达的配电线转化为信息高速公路的通道。
目前所实现的DPL技术是将配电电缆系统进行调制，使之可以同时传输两路甚至多路电信号
而不会产生任何相互干扰。这些信号的频率范围很宽，从超低频（如50/60Hz）到超高频（
如500/600MHz）。
    
图2  CU的基本原件                    图3  HFCPN结构
该调制是通过在相应的网络互联点上安装三出口的定向耦合调制单元（ＣＵ）实现的。Ｃ
Ｕ的基本元件如图2所示，它包括一个以互联的高通和低通滤波器组成的网络出口（NP）、
一个通讯分配出口（CDP）和一个电力分配出口（EDP）的频感方向耦合器。在低压电缆网
络上使用一定数目的ＣＵ就会构成所谓的HFCPN（如图3所示）。
调制单元具有以下功能：
l   安全有效的信号互联，频率大于1MHz；
l   定向频率大于1MHz的信号传输；
l   最小噪声基高于1MHz； 
l   大于1MHz的不同用户负荷的分隔；
l   提供供电和远程通讯服务的合适的网络服务终端点；
l   电缆网的最优频谱性能。
选择1MHz作为最低频率，是因为在该频率下，方向耦合器比较经济、有效，而且物理尺寸
合适,，能方便地为各配电用户提供100Ａ、230Ｖ和50Ｈｚ的电力服务。
PLC技术标准与技术改进
在低压配电网中，早期PLC技术依据的是CENELEC的EN50065标准。该标准规定低压配电网电
力线载波工作在3kHz到148.5kHz。其中各个频带分配如表1所示，其中3kHz到95kHz供电力
公司使用，95kHz到140kHz供用户设备使用。
频段    带宽范围（kHz） 用途
    3～9    电力公司
A   9～95   电力公司
B   95～125 无协议用户
C   125～140    CSMA协议用户
D   140～148.5  无协议用户
表1  EN 50065标准的频段划分
该标准限定，当最大功率为5ｍW，距离不超过500ｍ时，最大数据速率为144kBps。从国内
的研究来看，380/220V低压用0.1～200kHz，10kV用0.3～500kHz。如果假设S/N为30db，1
50k的带宽无论使用什么样的调制和编码方法，最高速率也不可能超过1.5Mb/s。而且这只
是一个用户的情况,每条配电线路上的用户类型和分布密度，典型的为50个。
为此，研究者们提出了一种解决方案--本地网络回路PL2（Power Line Local Loop），解
决了PLC应用中所遇到的技术障碍。PL2采用增强型模拟前端处理（Enhanced Analog Fron
t end，简称EnAFE）技术解决电力线传输信息受电力负荷变化的影响、电力设备产生的噪
声以及线路电阻电感引起的电力线通信信号衰减等问题。应用EnAFE技术的电力线载波Mod
em与常规的Modem相比，具有更强的降低噪声的能力。此外，还在PLC中采用了多电平频移
键控（MFSK）和正交调幅（QAM）技术，提高PLC的传输频率。到目前为止，EnAFE技术提供
了从嘈杂的电力线收集通信信号的可靠方法。该类技术产品，通过在电力线上的大量试验
,包括在德国六大电网的各种负荷特性和环境下的4次工业试验，证明完全可行。2000年5月
，该技术第1次在中国电力科学研究院现场试验同样获得了令人满意的结果。采用PL2的方
案，最优化输电线通道，使PLC的传输速率可达到2 Mb/s，4 Mb/s，10 Mt/s。

六．    总结
使用数字电力线载波技术实现高速信息服务，例如话音服务和因特网接入服务等，是一项
极具发展潜力的技术。
首先，采用这种无需重新布线，充分利用了现有的电力网络资源，降低了成本，其费用能
够为大多数用户所接收。其次，对于电力部门本身来说，建立高数据率的信息传递网络本
身就是电力事业发展的必然结果，用富裕的资源提供额外的服务，对于提高经济效益，有
百利而无一害。另外，随着技术的发展，带宽的拓宽，速度的提高，电力线接入网本身将
成为一种新的竞争力量。


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     - Et le Poète dit qu'aux rayons des étoiles
     Tu viens chercher, la nuit, les fleurs que tu cueillis ;
     Et qu'il a vu sur l'eau, couchée en ses longs voiles,
     La blanche Ophélia flotter, comme un grand lys.
※ 来源:·听涛站 tingtao.dhs.org·[FROM: 匿名天使的家]