1、電力數據傳輸（）技術縱深解析 一、PLC技術要素1. 電力線網絡單元(PNU) 它負責控制電力線網絡并從單元配電網集成話務。通過適當的電信干線接口，PNU再將話務傳至饋電網絡。根據饋電網絡中使用的不同介質，PNU也可轉換來自低壓配電網的數據話務。2. 電源線網絡終端(PNT) 它為最終用戶PC或其它用戶提供適當的接口，如以太網或是USB。為了降低成本，這一獨立設備能夠和PC或其它設備相集成。3. 偶合設備(CouplingUnit) 它是將信號傳入線路并過濾噪音的。目前它還是一個插銷插入電插座的相對獨立的設備，今后它可能會和PLC調制解調器集成于一體。PLC調制解調器和PC內的偶合設備的集合體

2、有一天將使PC可以直接在網上運行。 配電網是一種共享介質，即所有與之相連的用戶都共享同一"電纜"。在典型的城市配置中，它則轉化為與一個變壓器相連的大約100到200個用戶。PLC系統能夠在1Mbps的最佳傳輸速率下支持80個用戶，這一比例是足夠的。由PLC技術支持的客戶，需要具備一個技術條件，具有很強的帶寬分配能力的介質接入控制(MAC)層。這就使電力線網絡不僅僅能夠支持80個Internet用戶的數據往復交換，而且能夠靈活地適應以不同速率傳輸的上行和下行數據。二、數據信號傳輸技術1、數字擴頻技術（SST） 在目前的實際應用中，為了實現用于家庭或經濟產品上的通信與控制網絡，

3、需要更為可靠的多用戶環境的PL通信技術，擴頻載波通信技術就應運而生了。 擴頻通信相對于窄帶通信而言具有一定技術上的優勢，主要表現在抗干擾方面。因為擴頻載波信號的帶寬通常較大（幾十至幾百KHz），所以其受干擾的頻率范圍所占比例相對減小，換句話講，就是各種噪聲僅能影響到一小部分所要傳輸的信號，而大多數的信號都能夠完整、正確的到達目的地，所以對于各種類型的干擾都具有較強的抵抗性。對于最常見的脈沖噪聲而言，盡管窄帶通信中的接收器具有較窄的通帶，使得僅有一小部分噪聲能進入接收器，但由于此類接收裝置中的濾波器具有高品質因素，瞬間的脈沖噪聲會使其發生自干擾，而引起它對傳輸來的信號產生誤操作；而使用低品質因素

4、的濾波器又會使通帶帶寬加大，令更多的噪聲進入接收器，所以窄帶通信對脈沖噪聲的抵抗性較差。然而利用擴頻技術，當接收到具有較大能量的噪聲信號時，接收器會在噪聲的高能部分到達時自動停止工作，所以接收方僅對一小部分受影響的信號進行糾錯解碼即可；另外，擴頻接收設備使用的濾波器具有較低的品質因素，因而不會造成系統自干擾，所以擴頻技術具有較強的抗噪能力。一般來講，目前實現擴頻有三種途徑：即直接序列調制、跳頻載波和利用Chirps掃描頻率進行載波。 1) 直接序列調制（Direct-Sequence Modulation） 此技術是將信號的能量平均分布于整個頻帶內，并通過偽隨機序列將數據流倍加來使信號得以擴頻

5、，此序列具有數倍于所傳信號二進制數據位率的符號速率。 2) 跳頻載波（Frequency-Hopping） 即擴頻信號在某一頻率通過延續一段時間，來代表數據的一位、幾位或是一位的一部分。當信號在某一頻率上受到干擾時，信號就可切換到擴頻帶寬內的其他頻率上去，因而大大降低了其受干擾的程度，這種方法對于CW干擾有較強的抵抗性。 3) 利用掃描頻率的Chirps進行載波此方法多用于類似于以太網的CSMA網絡，它利用一系列短促的、可自同步的掃描頻率chirps作為載體，每個chirps一般持續100 us，它代表了最基本的通信符號時間（UST）。這些chirps覆蓋了100-400 KHz的頻帶，并總是

6、以200-400 Khz的頻率開始，繼而以100-200 KHz的頻率結束。由于chirps信號的線性掃描帶寬比信號帶寬要大得多，其線性加速度是較高的，而CW干擾的頻率加速度一般是穩定的，所以只要將濾波器設計成只能通過具有特定角加速度的信號，就可以將CW干擾排除在外。另外，此種chirps波形還具有很強的自相關特性，這種模糊邏輯的相關性決定了所有連接在網絡上的設備，可以同時識別從網上任意設備發出的這種獨特波形，并且不需要在發送和接收設備間進行同步。電力線數字擴頻技術可以充分利用傳輸頻帶，實現寬帶高速數據傳輸。擴頻通信可以克服窄帶噪聲影響和多徑影響，因此非常適合電力線通信環境。SST技術容易實現

7、，自動選擇高信噪比頻段，抵御瞬間干擾；但碼間干擾嚴重，需要非線形均衡器。2、正交頻分多路復用技術（OFDM） 正交頻分多路復用技術采用多路窄帶正交子載波，同時傳輸多路數據，每路信號的碼元時間較長，可以避免碼元間干擾。通過動態選擇可用的子載波，該技術可以減少窄帶干擾和頻率谷點的影響。OFDM技術的應用可以追溯到本世紀六十年代，主要用于軍用高頻通信系統。但是，一個OFDM系統的結構非常復雜，從而限制了其進一步推廣。直到70年代，人們提出了采用離散傅立葉變換來實現多個載波的調制，以軟件方法實現復雜的OFDM處理，簡化了系統結構，使得OFDM技術更趨于實用化。近年來，由于數字信號處理（DSP）技術的飛

8、速發展，OFDM作為一種可以有效對抗信號波形間干擾的高速傳輸技術已經被廣泛應用于民用通信系統中。OFDM技術已應用于高速MODEM和無線調頻信道上的寬帶數據傳輸。第四代移動通信（4G）中將采用OFDM技術，這使數據傳輸速率可以達到10Mbit/s，目前在無線局域網中也已采用了該技術。正在籌備之中的數碼地面波電視播放以及正在開發中的高速無線LAN"IEEE 802.11a"都預定采用這項新技術。正交頻分多路復用技術可以提高電力線網絡傳輸質量，即便是在配電網受到嚴重干擾的情況下，OFDM也可提供高帶寬并且保證帶寬傳輸效率，而且適當的糾錯技術可以確保可靠的數據傳輸。在OFDM系統

9、中各個子信道的載波相互正交，于是它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時又提高了頻譜利用率，還可以抵制等幅波干擾。但OFDM收信機復雜，成本高，要求收信大動態范圍的線性放大，對瞬間干擾敏感。 三、與其它接入技術相比，電力線寬帶接入網絡具有以下優勢： 1) 充分利用現有的低壓配電網絡基礎設施，無需任何布線，是一種"No New Wires"技術，節約了資源。無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公用設施的破壞，同時也節省了人力。2) 可以為用戶提供高速因特網訪問服務、話音服務，從而為用戶上網和打電話增加了新的選擇，有利于其它電信服務商改善服務、降低價格。3) 對家庭聯網提供支持，使人們可以盡享由PLC技術帶來的家庭音、視頻網絡，多人對抗游戲等娛樂。4) 是家居自動化的生力軍，通過遍布各個房間的墻上插座將智能家電聯網，提前享用數字化家庭的舒適和便利。 5) 利用PLC的永