電力線載波通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景

馬曉奇

● （遼寧省電力有限公司，沈陽 110005）

電力線載波通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景

馬曉奇

● （遼寧省電力有限公司，沈陽 110005）

在分析電力線載波通信技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及應(yīng)用，并對(duì)其在集中抄表系統(tǒng)以及智能家庭網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用進(jìn)行了可行性分析，最后還對(duì)該技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

電力線載波通信；集中抄表系統(tǒng)；智能家庭網(wǎng)絡(luò)

0 引言

隨著信號(hào)技術(shù)的發(fā)展，低壓電力線載波通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和巨大應(yīng)用前景逐漸顯現(xiàn),它現(xiàn)已在遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)（AMR）中得到越來越多的實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)其在智能家庭網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的發(fā)展也是突飛猛進(jìn)。自動(dòng)抄表系統(tǒng)推廣使用的過程中，電力線通信信道技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不斷顯現(xiàn)，現(xiàn)在電力線載波通信技術(shù)在電表智能化上也得到了成功的應(yīng)用。電力線載波在智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究及應(yīng)用，目的是通過電力線載波網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)用電設(shè)備的智能管理、能耗統(tǒng)計(jì)并采用數(shù)字家庭服務(wù)的模式實(shí)現(xiàn)家電的遠(yuǎn)程控制，為其賦予更多的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

1 電力線載波通信技術(shù)

電力線通信是通過電力線載波來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息傳送的技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展之初主要是應(yīng)用在11kV以上高壓線路的遠(yuǎn)距離傳輸，其在150kHz以下頻率段工作，如今該頻段已被歐洲電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)確定為電力線通信的正式頻段。發(fā)展到20世紀(jì)中期，高壓電力線通信已被廣泛用于遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)備保護(hù)以及語音傳輸?shù)阮I(lǐng)域。20世紀(jì)50年代以后的30多年中，電力線通信得到了極大的發(fā)展，逐漸擴(kuò)展到中壓和低壓電力網(wǎng)絡(luò)。美、德及英等發(fā)達(dá)國家已在低壓電力線載波通信研究方面取得了突破性進(jìn)展。英國曼徹斯特的 NORWEB供電公司最早提出了低壓電力線載波通信的概念，并首次在配電網(wǎng)上完成了25個(gè)終端用戶的電話與數(shù)據(jù)通信Mbit/s的系統(tǒng)。

國內(nèi)部分科研單位和生產(chǎn)廠商在20世紀(jì)80年代末至90年代中期，開展了大量的自動(dòng)抄表系統(tǒng)組網(wǎng)方式及電力線載波通信技術(shù)的理論和試驗(yàn)研究工作。這期間集中抄表系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信方式以PSTN撥號(hào)為主，該方式基本能夠滿足當(dāng)時(shí)的應(yīng)用需求。本地通信方式主要是485總線、電力線載波等，在載波通信調(diào)制方式上，經(jīng)歷了FSK、PSK等調(diào)制方式，而在通信頻帶上，試驗(yàn)了窄帶和擴(kuò)頻通信。

自2003年開始，基于電力線載波的抄表應(yīng)用得到了快速的發(fā)展。與其他通信方式相比，電力線載波通信具有方便快捷、無須人工與信道交互及維護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用前景巨大。隨著電力線載波通信技術(shù)物理層調(diào)制/解調(diào)與糾錯(cuò)的不斷發(fā)展以及半導(dǎo)體集成電路規(guī)模的不斷擴(kuò)大，內(nèi)嵌復(fù)雜數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的超大規(guī)模電力線載波通信集成電路的抗干擾能力也得到了極大提高。通過信道頻帶自適應(yīng)技術(shù)，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)相鄰節(jié)點(diǎn)間信號(hào)的可靠傳輸。

國內(nèi)幾家大的電表供應(yīng)商也于2005年開始研發(fā)以網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元芯片為技術(shù)核心的第三代載波通信產(chǎn)品。第三代芯片在物理層、網(wǎng)絡(luò)層及鏈路層等方面的技術(shù)上都有了突破性的提高，但能用于電力線通信的窄帶載波通信芯片國內(nèi)僅有幾家（2～4）廠家能夠提供。當(dāng)前迫切需要解決的關(guān)鍵問題在于：任意相鄰節(jié)點(diǎn)物理層通信保障能力與具有幀中繼控制的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。部分企業(yè)開始借助先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理與信道編碼技術(shù)、自適應(yīng)對(duì)通信頻帶選擇性地做窄帶調(diào)制/解調(diào)及在芯片內(nèi)部嵌入微處理器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸與信息安全控制等方式進(jìn)一步提高電力線載波通信芯片質(zhì)量，獲得了良好效果。

2 電力線載波通信的主要技術(shù)

當(dāng)前主要從調(diào)制方式、傳輸速率及寬帶等三個(gè)方面對(duì)現(xiàn)有的低壓載波通信芯片技術(shù)進(jìn)行歸類。

就使用帶寬角度而言，可將電力線載波通信方式分為寬帶電力線載波通信和窄帶電力線載波通信。寬帶電力線通信技術(shù)是利用電力線傳輸高速數(shù)據(jù)和進(jìn)行話音通信的一種通信技術(shù)，其是目前“四網(wǎng)融合（寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)、電話線、有線電視、和低壓配網(wǎng)）”研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，主要用途是為居民用戶提供寬帶上網(wǎng)和話音業(yè)務(wù)服務(wù)，而技術(shù)大多采用正交頻分復(fù)用OFDM技術(shù)等。所謂寬帶電力線載波通信技術(shù)就是指頻寬限定在3—500kHZ、而通信速率低于1Mbit/s的電力線載波通信技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)技術(shù)多采用 PSK技術(shù)、FSK技術(shù)、直接序列擴(kuò)頻技術(shù)和線性調(diào)頻技術(shù)（Chirp）等。

而就發(fā)展歷史來看，電力線載波通信又可分為傳統(tǒng)頻帶傳輸技術(shù)和當(dāng)前流行的擴(kuò)頻通信（SSC）技術(shù)兩類。第一類電力載波通信技術(shù)是指借助載波調(diào)制方法將有用數(shù)字信號(hào)的頻譜疊加到較高的載波頻率上，常見的調(diào)制方式有幅值鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相位鍵控(PSK)以及后續(xù)派生的相關(guān)調(diào)制技術(shù)。傳統(tǒng)頻帶載波通信技術(shù)的最大不足就是降噪能力有限。

擴(kuò)頻/展譜通信是這樣一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于傳輸信息所必需的最小帶寬，其中通過編碼及調(diào)制來實(shí)現(xiàn)頻帶展寬，從而頻帶展寬與通信數(shù)據(jù)本身無關(guān)；最后接收端接收信息則使用相同的擴(kuò)頻碼相關(guān)解調(diào)來解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。

2.1 擴(kuò)頻通訊（SSC）技術(shù)

20世紀(jì) 50年代，美國麻省理工學(xué)院成功研制的NOMAC系統(tǒng)標(biāo)志了擴(kuò)頻通信（Spread Spectrum Communication，SSC）技術(shù)全面研究的真正開始。20世紀(jì)70年代，Dixon出版了第一部擴(kuò)頻通信的概述性專著《Spread Spectrum System》；而到20世紀(jì)80年代初，由Holmes撰寫的擴(kuò)頻通信理論性專著《Coherent Spectrum System》面世。

SSC技術(shù)的基本原理是通過偽隨機(jī)編碼對(duì)待傳送數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，從而將信息進(jìn)行頻譜擴(kuò)展后再傳輸，最后在接收端再采用編碼時(shí)相同的編碼進(jìn)行信息的解調(diào)及相關(guān)處理。

其中：C為通信信道的容量，W則為通信頻帶寬度，而S / N則為信號(hào)噪聲比值。

從上述香農(nóng)公式可以看出通信頻寬（W）和信噪比（S / N）是可以互換的，即如果通信頻帶寬度增加，則可以在較低信噪比情況下以任意小差錯(cuò)概率實(shí)現(xiàn)相同信息率信息傳輸。上述特點(diǎn)是擴(kuò)頻通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，也是SSC方法的核心。

2.2 OFDM技術(shù)

正交頻分復(fù)用技術(shù)（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）是多載波調(diào)制技術(shù)的一種，其原理是將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個(gè)子信道上實(shí)現(xiàn)傳輸。正交信號(hào)可以通過在接收端采用相關(guān)技術(shù)來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾。每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個(gè)子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除碼間串?dāng)_。而且由于每個(gè)子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對(duì)容易。

目前通常通過數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)，DSP具有抗噪聲、抗干擾及抗衰落等優(yōu)點(diǎn)。但就目前看來，如果要將其普遍應(yīng)用與自動(dòng)抄表系統(tǒng)，還需要研發(fā)價(jià)格低廉的DSP芯片。

2.3 幅值鍵控（ASK）技術(shù)

“幅值鍵控”又稱為“振幅鍵控”，縮寫為（Amplitude Shift Keying，ASK）。ASK技術(shù)是載波的振幅隨著數(shù)字基帶信號(hào)而變化的數(shù)字調(diào)制方式，相當(dāng)于模擬信號(hào)中的調(diào)幅方式，但在ASK技術(shù)中與載頻信號(hào)相乘的是二進(jìn)制數(shù)碼。ASK實(shí)質(zhì)就是保持頻率和相位為常量，而視振幅為變量，其信息比特通過載波幅度進(jìn)行傳遞。

當(dāng)ASK的數(shù)字基帶信號(hào)為二進(jìn)制時(shí)，則為二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK），此時(shí)調(diào)制信號(hào)只有0和1兩個(gè)電平，相乘的結(jié)果相當(dāng)于載頻要么關(guān)斷、要么接通，即當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)為“1”時(shí)，傳輸載波則導(dǎo)通；而當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)為“0”時(shí)，傳輸載波則截止。

2.4 頻移鍵控（FSK）技術(shù)

頻移鍵控（Frequency-shift keying，F(xiàn)SK）技術(shù)是信息傳輸中應(yīng)用較早的一種調(diào)制方式。通過基帶信號(hào)對(duì)高頻載波的瞬時(shí)頻率進(jìn)行調(diào)制的方式叫做調(diào)頻，其在數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)中則稱為FSK技術(shù)。

當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，電腦通信就是通過FSK技術(shù)在數(shù)據(jù)線路（電話線、網(wǎng)絡(luò)電纜、光纖及無線媒介）上進(jìn)行傳輸?shù)?，即把二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成FSK信號(hào)后傳輸，然后再將接收到的FSK信號(hào)解調(diào)成二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并用高、低電平來表示這些二進(jìn)制語言，以便計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別。

FSK是通過載波頻率來傳送數(shù)字消息的，即用所傳送的數(shù)字消息對(duì)載波頻率進(jìn)行控制。數(shù)字調(diào)頻原理上也可通過模擬調(diào)頻法實(shí)現(xiàn)，即利用一個(gè)矩形脈沖序列對(duì)一個(gè)載波進(jìn)行調(diào)頻，它是頻移鍵控通信方式早期的實(shí)現(xiàn)方法。

FSK技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來比較容易，抗干擾和抗衰落的性能也較強(qiáng)。其缺點(diǎn)是占用頻帶較寬，頻帶利用率不夠高，因此，其主要應(yīng)用于低、中速數(shù)據(jù)的傳輸，以及衰落信道與頻帶較寬的信道。

2.5 相位鍵控（PSK）技術(shù)

對(duì)信號(hào)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)制，最簡(jiǎn)單的方法是通過0和1實(shí)現(xiàn)調(diào)制。載波相位表示信號(hào)占和空或者二進(jìn)制1和0。對(duì)于有線線路上較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，可能發(fā)生4個(gè)或8個(gè)不同的相移，系統(tǒng)要求在接收機(jī)上有精確和穩(wěn)定的參考相位來分辨所使用的各種相位。利用不同的連續(xù)相移鍵控，這個(gè)參考相位被按照相位改變而進(jìn)行的編碼數(shù)據(jù)所取代，并且通過將相位與前面的位進(jìn)行比較來檢測(cè)。

相移鍵控（phase-shift keying，PSK）技術(shù)是用載波相位表示輸入信號(hào)信息的調(diào)制技術(shù)，分為絕對(duì)相移鍵控和相對(duì)相移鍵控（又稱差分相移鍵控）技術(shù)。PSK信號(hào)是同頻率、相位不連續(xù)的恒定包絡(luò)信號(hào)，不能根據(jù)包絡(luò)檢波進(jìn)行解調(diào)，而只能基于相干解調(diào)。相干解調(diào)利用乘法器，輸入一路與載頻相干（同頻同相）的參考信號(hào)與載頻相乘，但PSK信號(hào)沒有載波頻率線譜，而通常是從接收到的PSK信號(hào)通過倍頻或分頻得到相干載波。PSK所用分頻電路為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，電路初始狀態(tài)往往是隨機(jī)的，因而所恢復(fù)的相干載波初相也是不確定的，即會(huì)出現(xiàn)“相位模糊”現(xiàn)象而差分相移鍵控（DPSK）技術(shù)則可以很好地解決上述“相位模糊”問題。

ASK、FSK和PSK三種數(shù)字信號(hào)通信調(diào)制技術(shù)中：FSK與PSK信號(hào)功率相當(dāng)，但就頻帶利用率來看PSK效果更優(yōu)而就相同的接收方式而言，PSK、FSK、ASK的誤碼率依次遞增。這樣在帶寬緊張、相對(duì)速度要求高及外界噪聲干擾嚴(yán)重情況下，選用PSK技術(shù)較優(yōu)。

3 電力線載波通信技術(shù)的應(yīng)用

3.1 基于電力線載波通信技術(shù)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的可行性分析

基于電力線數(shù)字通訊技術(shù)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)可以通過微電腦集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)中用戶終端數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控存儲(chǔ)、傳輸和處理的自動(dòng)化、一體化。相關(guān)產(chǎn)品功能完善傳輸精度高、可靠性高、容量大、開放性好及性價(jià)比高，現(xiàn)已逐漸成為電力市場(chǎng)計(jì)量收費(fèi)系統(tǒng)以及低壓電力網(wǎng)提供增值服務(wù)的理想配套產(chǎn)品。集中抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 1所示。

3.1.1 電力線載波通信技術(shù)在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

自動(dòng)抄表系統(tǒng)應(yīng)用中，電力線載波通信技術(shù)以堅(jiān)固可靠的電力線為信號(hào)傳輸線路，這樣便可節(jié)省大量的信道鋪設(shè)投資花費(fèi)。此外，選用電力線載波通信技術(shù)還將帶來穩(wěn)定可靠、路由合理及安全保密等諸多好處。

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，居民戶數(shù)和獨(dú)立電表的數(shù)目急速增長(zhǎng)，同時(shí)多電價(jià)消費(fèi)制度開始推行，抄表計(jì)量工作日趨復(fù)雜，以往勞動(dòng)密集的人工抄表方式已難以適應(yīng)新時(shí)期需要，而如果采用基于電力線載波通信技術(shù)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)則可以實(shí)現(xiàn)：

1）自動(dòng)將用電情況快速準(zhǔn)確地傳送到遠(yuǎn)程供電局計(jì)算機(jī)中心；

2）聯(lián)系供電局和銀行，用戶無需再費(fèi)時(shí)地到供電部門交電費(fèi)；

3）準(zhǔn)確記錄各類不同用戶的用電負(fù)荷情況以便與后續(xù)分析；

4）自動(dòng)計(jì)算各環(huán)節(jié)電量以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)不明的電量損失及盜竊用電；

3.1.2 電力線載波通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的條件

1）自動(dòng)抄表系統(tǒng)實(shí)用性與先進(jìn)性

系統(tǒng)的選用均存在性價(jià)比的問題，自動(dòng)抄表系統(tǒng)的選用也不例外。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、技術(shù)越先進(jìn)，則產(chǎn)品投資就越高，相應(yīng)的產(chǎn)品成本也就越高。電力線載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)是否能進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊是衡量其先進(jìn)與否的關(guān)鍵。需要根據(jù)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的性價(jià)比選擇合適的產(chǎn)品。

2）自動(dòng)抄表系統(tǒng)傳輸準(zhǔn)確性與通信信道

當(dāng)前通訊技術(shù)高速發(fā)展，抗干擾技術(shù)日趨成熟，數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼加校驗(yàn)后通過信道傳輸。電力線和專線通信信道均可以保證數(shù)據(jù)的正確傳輸，但二者的通信成功率是有差異的。

3）波自動(dòng)抄表系統(tǒng)通訊距離

目前低壓電力線載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)以臺(tái)區(qū)為單元，臺(tái)區(qū)內(nèi)采用電力線，數(shù)據(jù)采集集中后再通過其它信道上傳，故通信距離主要指一臺(tái)變壓器供電范圍內(nèi)數(shù)據(jù)在沒有集中前的傳送距離。它是衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，其關(guān)系到系統(tǒng)的使用性。

4）電力線載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)的價(jià)格定位

系統(tǒng)的建設(shè)資金是影響和決定居民電表自動(dòng)抄表系統(tǒng)全面推廣使用的決定性因素之一，直接體現(xiàn)即是產(chǎn)品的價(jià)格。因此想要全面推廣自動(dòng)抄表系統(tǒng)，就需要抄表系統(tǒng)產(chǎn)品模塊具有高性能、低成本。

5）電力線載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)已經(jīng)基本具備實(shí)用化應(yīng)用條件

電力線載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)在我國已有四、五年的發(fā)展歷史，產(chǎn)品技術(shù)水平不斷提高。新技術(shù)新材料的應(yīng)用和企業(yè)大量推廣使用等都將促使該類系統(tǒng)應(yīng)用成本的降低，得到市場(chǎng)的認(rèn)可。

3.2 基于電力線載波通信技術(shù)智能家庭網(wǎng)絡(luò)的可行性分析

低壓電力線無疑是家庭中分布最廣泛的有線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，幾乎所有的家用電子產(chǎn)品都是連在220V的電力線上。采用電力線作為家庭網(wǎng)絡(luò)控制流的通訊介質(zhì)，不存在重新布線的問題，無疑是最方便的。智能家庭系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 智能家庭系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.2.1 電力線載波通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家庭網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)

隨著電力線載波通信技術(shù)的深入發(fā)展，電力線接入Internet的問題已經(jīng)得到解決。與現(xiàn)有的以太網(wǎng)、非對(duì)稱數(shù)字用戶線路（ADSL）及光纖電纜同軸混合網(wǎng)絡(luò)（HFC）等寬帶接入技術(shù)不同，基于電力線載波通信的智能家庭網(wǎng)絡(luò)具有如下優(yōu)勢(shì)：

1）無需假設(shè)新線。據(jù)估算全國電力通信網(wǎng)已建成：數(shù)字微波通信電路64000 km、電力線載波電路650000 km、光纖通信電路6000 km，衛(wèi)星通信地球站36座以及大量的城市電纜系統(tǒng)。發(fā)展基于電力線載波的智能家庭網(wǎng)絡(luò)，只需將這些已有的電信基礎(chǔ)和電力網(wǎng)連接起來。

2）廣泛分布、接入方便。當(dāng)前我國的電話用戶大概在3億戶左右，可見還有很多地方是民用通信網(wǎng)所無法覆蓋的。但就電網(wǎng)而言，只要有電線的地方電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng)就能覆蓋，其覆蓋范圍更廣。

3.2.2 電力線載波通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家庭網(wǎng)絡(luò)的前景

智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的出現(xiàn)和推廣研究給電力線載波通信技術(shù)帶來了新的機(jī)遇。系統(tǒng)以PC或家庭網(wǎng)關(guān)為核心實(shí)現(xiàn)家電的智能控制。因?yàn)榭刂茢?shù)據(jù)僅在家庭范圍傳輸，束縛電力線載波通信技術(shù)應(yīng)用的困擾將不復(fù)存在，而對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制也可以采用將電力線載波通信技術(shù)通過專用設(shè)備（如PLC Modem）聯(lián)入家庭網(wǎng)關(guān)后再實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程控制。電力線載波控制信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)字家庭服務(wù)終端，進(jìn)而連接智能家庭網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)家庭三表（電、水、氣表）數(shù)據(jù)的上傳和對(duì)家庭用電的遠(yuǎn)程管理控制。

智能家庭系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字家庭服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)絡(luò)，其子網(wǎng)網(wǎng)關(guān)即為電力Modem。三表和家電經(jīng)過家電智能管理面板接入家庭電力網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而通過家庭服務(wù)終端連接至家庭服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。家電智能管理面板主要功能為實(shí)現(xiàn)基于電力載波信號(hào)的開關(guān)控制和電耗數(shù)據(jù)傳輸。因此用戶可以使用家電智能管理面板統(tǒng)計(jì)家電的實(shí)際損耗，并可以通過數(shù)字家庭服務(wù)平臺(tái)提供的服務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭內(nèi)部電器的遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約能源和安全使用的目的。

3.3 電力線載波通信技術(shù)的應(yīng)用前景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步以及我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，電力線載波通信技術(shù)將會(huì)在我國現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮越來越大的作用。

基于電力線載波的自動(dòng)抄表系統(tǒng)能夠把底層電表的用電信息準(zhǔn)確快速地傳送給計(jì)算機(jī)中心，這為用電管理部門進(jìn)行業(yè)務(wù)分析提供了海量數(shù)據(jù)，提高了用電部門的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理水平，將為抄表管理帶來一次“革命”。

XDSL和光纖接入服務(wù)引起了 Internet的第二次“革命”，這些技術(shù)使 Internet的傳輸速率是傳統(tǒng)撥號(hào)接入速率的數(shù)十倍到上百倍。通過前面的分析可見，電力線載波技術(shù)的應(yīng)用也將再次給網(wǎng)絡(luò)的接入方式帶來第3次“革命”。

電力線載波技術(shù)將與Internet網(wǎng)絡(luò)連接，將更快的實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)的智能化?；陔娏€載波的智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要解決智能家庭以下幾個(gè)關(guān)鍵問題：

1）設(shè)計(jì)家電智能管理面板，實(shí)現(xiàn)局域耗電計(jì)量，計(jì)算家電際耗能與損耗；

2）實(shí)現(xiàn)基于家電管理面板的家庭內(nèi)部家電控制，實(shí)現(xiàn)部分家電的智能化改造；

3）連接基于電力線載波的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字家庭服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)家電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制管理，減少家庭能源損耗。

未來10年，電力線載波通信技術(shù)必然向兩個(gè)方向發(fā)展一是面向Internet接入服務(wù)的高速電力線通信；二是面向負(fù)荷控制集中抄表的中低傳輸速率的窄帶遠(yuǎn)距離電力線通信。

4 結(jié)論

本文首先對(duì)電力線載波通信技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，然后概述了電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀應(yīng)用。不僅從理論層面上對(duì)電力線載波技術(shù)作了系統(tǒng)性分析，同時(shí)從應(yīng)用角度上對(duì)電力線載波通信技術(shù)的應(yīng)用潛力進(jìn)行了預(yù)測(cè)。電力線載波通信技術(shù)表現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)，其將會(huì)在我國電網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮更大的作用。

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The Development Status and Application Prospect of Power Line Carrier Communication Technology

MA Xiao-qi
(Liaoning Electric Power Company Limited, Liaoning Shenyang 110005, China)

Basing on the analysis of power line carrier communication technology characteristics, the development status and present application of power line carrier communication technology are reviewed. The feasibility analysis of its application on the automatic meter reading system and intelligent home network is made.The development prospect of the power line carrier communication technology is given in the end of this paper.

the power line carrier communication; automatic meter reading system; intelligent home network

TN913.6

A

馬曉奇(1961-)，男，高級(jí)工程師。從事電能計(jì)量及用電信息采集工作。