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日志

 
 

电力线载波通信  

2009-09-27 20:35:58|  分类: 知识点集 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、电力线载波通信技术的发展概况

1.什么是电力线载波通信

电力线载波(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式,电力线载波通讯是指利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。由于使用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输媒介,因此具有信息传输稳定可靠,路由合理、可同时复用远动信号等特点,是唯一不需要线路投资的有线通信方式。

2.电力通信行业的现状与发展趋向

能源是我国国民经济的生命线,电力发展事关国民经济大局。随着电力结构的不断优化及装备水平的不断提升,我国电力工业已进入了大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化、信息化发展的新时期。要保证庞大的输变电系统安全稳定运作,就必须建立一套科学的管理、调度和控制体系,而该体系需要一套有效的通信网络进行支撑。电力通信系统已随着电力生产需要建立了覆盖全国的光纤、微波、载波等多种通信网,成为支撑电网先进的安全稳定控制系统、电网调度自动化系统的信息运输和交换的重要基础设施。

在光纤、微波、电力线载波机等几种电力通信方式中,电力线载波是特有的、最基本的方式,因而在1990年以前,我国电力专用通信网以电力线载波机为主要通信方式。由于传统的电力线载波机其调制方式是模拟调制,只能传输一路音和一路低速率远输信号,带利用率低,其容量和质量都远不如满足电力系统调度自动化、管理自动化的要求,因而载波通信方式在电力系统的利用一直呈下降趋势,电力部门为满足其需求更多地选择了光纤、微波等通信方式。

微波通信方式存在其明显的缺陷—多路衰落,无法担起电力通信大任而逐渐被淘汰;光纤通信量容量大、质量好,但仅进行线路投资就是一个相当巨大的数额(还不包括数额巨大的维护保养费用),且投资周期长,故中小变电站间采用光纤通信方式就很难现实。因而,在电力通信急需扩容但普遍面临着资金紧缺状况的今天,电力行业需要更经济、更可靠的通信产品。

3.电力载波通信发展概况

与其他通信方式相比,电力载波通信有以下优点:

高压电力线是电力行业特有的、巨大的线路资源,利用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输媒介,可节省对通信线路的投资,建设工期也大大缩短。电力线载波通信具有信息传输稳定可靠、路由合理、维护方便等优点。我国地域广阔且地形复杂,星罗棋布在山地、丘陵、湖泊的发电厂、变电站一般离调度中心较远,且较分散,大大限制了其它通信方式的使用,而我国丰富的电力线资源亦为载波通信方式的采用提供了条件。传统电力线载波设备只因采用模拟或半数字技术一直得不到改变,无法满足电力通信不断发展的需要才处于被淘汰边缘。而在各种数字通信技术及产品发展迅猛的今天,如能把数字技术应用到电力载波领域,对电力线载波机进行数字化升级,则可能彻底改变原载波通信容量小、单通道、质量差、速率低等状况,使载波通信的优势得到完全发挥。全数字化升级将使载波通信再创辉煌。

4.全数字载波机研发历程、技术先进性及产品技术说明

1998年,国内厂家引进新西兰的数字复接设备,首次将数字技术引入传统产业—模拟电力载波通信行业。在消化吸引国外先进技术的基础上,着力寻找电力载波通信数字化升级的关键技术。经过一年多反复摸索和试验,2000年,国内厂家突破了电力载波通信数字化升级技术瓶劲,成功开发出“全数字载波高频调制解调技术”。

5.高频调制解调技术效果

调制解调器的技术水平决定着整机系统的性能,其应用使电力线载波通信技术升到了一个全新的高度,促使其从模拟进入到全数字时代,为电力线载波通信向大容量、数字化方向发展提供了坚定的技术支持。“全数字电力线载波机”可能是远今为止国内唯一的全数字载波机系列。它秉承了传统,电力线载波机通信“经济、建设周期短、路由合理、不需要附加的线路维护”等特点,更彻底改变了传统载波通信“容量小、单通道、抗干扰差、速率低”等不足。

6.全数字载波机与模拟载波机、数字化载波机比较:(略)

二、全数子电力线载波机的核心技术创新

1.高频调制解调技术简要说明

高频数字调制/解调器创造性地将多种先进数字技术综合应用,能够将复接了多路信号的基带信号一次调制到40~500kHz的线路频率(基带信号:0~4kHz带宽;复用6路语音、数据、图像信号;信息密度高达28.8或33.6kbps/4kHz)。本高频数字调制解调器在处理信号的调制过程中不但未引起失真和引入误差(误码率10-9量级、信噪比26dB),使高频信道具有优良的性能,而且由于应用了数字调制技术,进一步提高了系统的抗干扰能力。

2.高频调制解调采用技术

采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)硬件平台,使用一片20万门CPLD芯片,其高性能、高集成度和高速度,满足了本项目对大规模数据高速处理的需要。本调制解调器首创地将OQPSK(改进型交错四相相移键控调制)数字技术应用于电力线载波机的高频信号调制解调,它高效地利用了有限的4KHz带宽,在调制后能保持已调波包络的恒定,无码间干扰和相位抖动,使传输信号的误码性能得到根本改善,保证了多路、大容量的真正实现。此外由软件完成现场修改线路工作频率、自动增益控制AGC、自适应数字均衡等功能。

3.高频调制解调创新点

一、创造性地将数字技术引入传统的模拟通信行业——电力线载波通信。

二、本调制解调器创造性地将以下多种先进数字技术综合应用,在完成各类算法和组合逻辑时,独创许多算法和技巧,高效、准确地完成了大数据量和大规模的运算,得到了很好的应用效果。

◆ 高速模/数、数/模转换 ◆ 自适应数字均衡  ◆ 数字滤波 ◆ 均方成形          ◆ 数字检错、纠错编码   ◆ 高精度数控振荡器◆ 多级升、降抽样 ◆ CPLD(复杂可编程逻辑器件)◆ OQPSK改进型交错四相相移键控调制

4.高频调制解调技术指标效果

本调制解调器达到了以下技术指标,这些指标远高于目前国内外其他各类载波通信设备的指标。因为现有的载波通信设备所遵循的标准是GB/T 7255-1998(eqv IEC 495:1993)《单边带电力线载波机》,这是关于模拟制式的标准。 目前国家和国际尚未有数字调制解调器的相关标准。本公司已制定了企业标准并在深圳市技术监督局登记备案。

◆ 带内平坦:带内抖动峰峰值<0.01dB◆ DCO分辨率高:23比特、0.5Hz◆ 防卫度高:带外200 Hz>40dB,2B以外>80dB◆ 对邻频的干扰:<-20dB◆ 带内SNR:>73dB;谐波抑制:带外抑制>69dB;镜像抑制:>76dB◆ 带内几乎无相移◆ 抗干扰能力强◆ 现场修改线路频率◆ 内设自适应数字均衡;补偿线路幅频和时延失真

(行者乾坤)

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