電力線通信技術(shù)之電力傳輸網(wǎng)系統(tǒng)及其特性

1、第二章第二章電力傳輸網(wǎng)系統(tǒng)及其特性電力傳輸網(wǎng)系統(tǒng)及其特性 第二章目錄 2.1 現(xiàn)行電力網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 2.2 作為通信介質(zhì)的電力網(wǎng)絡(luò)分析 2.1 現(xiàn)行電力網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 2.2 作為通信介質(zhì)的電力網(wǎng)絡(luò)分析第二章目錄2.1.1 低壓供電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)低壓供電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu) 低壓供電網(wǎng)是由各種各樣不同的技術(shù)的產(chǎn)品來組織的（包括不同類型的電纜、變壓器等），是按照已有的電力行業(yè)標準安裝的。電力網(wǎng)中存在架空電纜和地下電纜，它們具有不同的傳輸特點，甚至還有兩種方式的混合。低壓供電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)在不同的地方也有不同的結(jié)構(gòu)，影響電力線通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的因素有：（1）網(wǎng)絡(luò)位置 一個電力線通信網(wǎng)絡(luò)可能位于居民住宅區(qū)、工業(yè)區(qū)或者

2、商業(yè)區(qū)。另外，在農(nóng)村和城鎮(zhèn)的住宅區(qū)也有差別。在工業(yè)區(qū)和商業(yè)區(qū)存在更多的電力用戶，他們都是電力線通信服務(wù)的潛在用戶，并且可以預(yù)見商業(yè)區(qū)的用戶所需要的服務(wù)要求與工業(yè)區(qū)用戶特別是居民區(qū)的用戶的服務(wù)要求還有較大的差距，同樣的差距也存在與農(nóng)村和城鎮(zhèn)之間。（2）用戶密度 各個網(wǎng)絡(luò)中的用戶的數(shù)量以及用戶的集中度均不同，在用戶密度比較低的地區(qū)，如農(nóng)村，在一個網(wǎng)絡(luò)中可能只有一個用戶。相反，在用戶密度比較高的地區(qū)，如城鎮(zhèn)的居民區(qū)，在一個很小的一塊中就存在很多的用戶，而在大的商業(yè)區(qū)，在一座建筑里就存在大量的用戶，用戶密度非常高。（3）網(wǎng)絡(luò)長度 在各個供電網(wǎng)絡(luò)中變壓器與用戶之間的最長的距離也是不一樣的，這種差別在農(nóng)村

3、和城鎮(zhèn)之間是很明顯的。（4）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 低壓供電網(wǎng)通常包含幾個網(wǎng)絡(luò)分支，并且各個網(wǎng)絡(luò)都是不一樣的。 圖2.1表示了一個電力線通信的可能的結(jié)構(gòu)。在這個網(wǎng)絡(luò)中存在幾個分支，每個分支具有不同的拓撲連接不同的用戶數(shù)量。用戶密度不同，對稱或非對稱地分布在低壓網(wǎng)絡(luò)中或各個分支上，分支的長度也不相同。整個網(wǎng)絡(luò)和它的分支都具有樹形拓撲。 網(wǎng)絡(luò)中用戶數(shù)：為250400（只是電力線通信的潛在用戶）； 網(wǎng)絡(luò)分支數(shù)：大約為5； 一個網(wǎng)絡(luò)分支用戶數(shù)：為5080； 網(wǎng)絡(luò)長度：大約500 m。圖圖2.1 低壓供電網(wǎng)可能的拓撲圖低壓供電網(wǎng)可能的拓撲圖2.1.2 PLC接入網(wǎng)的組織接入網(wǎng)的組織 在一個PLC接入網(wǎng)中有一個通信基站

4、，這個基站將PLC接入系統(tǒng)連到主干網(wǎng)上（廣域網(wǎng)），因此基站在一個PLC網(wǎng)絡(luò)的中心位置?；疚恢玫脑O(shè)置可以參考以下的兩個方案： 基站在變壓器的位置接入WAN，PLC接入網(wǎng)保持低壓供電網(wǎng)拓撲如圖2.2所示。 將基站設(shè)在接近PLC用戶的地點或其他任何位置。PLC網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)就改變了，將不同于供電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，如圖2.3所示。 圖2.2 基站設(shè)在變壓器的 PLC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖圖2.3 PLC接入網(wǎng)和接入網(wǎng)和 相應(yīng)的供電網(wǎng)相應(yīng)的供電網(wǎng) 如果基站不是位于變壓器位置，那么PLC網(wǎng)絡(luò)的中央節(jié)點（連接到主干網(wǎng)的節(jié)點）就移動到網(wǎng)絡(luò)中的其他位置。當(dāng)然，基站的位置只能沿著已經(jīng)存在的供電網(wǎng)格移動，如圖2.3所示。這樣在各

5、種網(wǎng)絡(luò)中改變的可能僅僅是基站和用戶之間的距離而已。因此，PLC接入網(wǎng)的拓撲一般是保持不變的，基本保持樹形結(jié)構(gòu)。 對于網(wǎng)絡(luò)分段來說，一個PLC接入網(wǎng)可以包括整個低壓供電網(wǎng)，也可以只包括供電網(wǎng)的一部分。為了減少每一個PLC系統(tǒng)的用戶的數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)長度，可以把一個供電網(wǎng)分成幾個部分（例如，每個網(wǎng)絡(luò)部分一個PLC系統(tǒng)）。這樣幾個PLC系統(tǒng)就可以在一個供電網(wǎng)中同時工作，如圖2.4所示。一個供電網(wǎng)被分成三個網(wǎng)絡(luò)部分，每一部分有一個基站，構(gòu)成一個連接有一定數(shù)量用戶的獨立的PLC接入網(wǎng)。所以，在這個供電網(wǎng)中存在三個獨立的PLC接入系統(tǒng)，共享網(wǎng)絡(luò)帶寬的用戶的數(shù)量就降低了。 網(wǎng)絡(luò)分段的一個結(jié)果是降低了最初的PLC網(wǎng)

6、絡(luò)的長度，這樣就可以降低信號的傳輸功率。因為要考慮電磁兼容性，所以信號的傳輸功率是一個非常重要的問題，而且在一個網(wǎng)絡(luò)部分的潛在的用戶數(shù)量要小于整個供電網(wǎng)的數(shù)量，也就是共享網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的用戶的數(shù)量降低了。網(wǎng)絡(luò)的分段不一定必須局限于網(wǎng)絡(luò)的分支，供電網(wǎng)的每一部分都可以構(gòu)成一個獨立的PLC接入系統(tǒng)?？傊档土司W(wǎng)絡(luò)的長度和接入單獨一個PLC接入系統(tǒng)的用戶的數(shù)量。我們可以認為在一個低壓供電網(wǎng)中的獨立的PLC系統(tǒng)仍然保持樹形拓撲。圖圖2.4 并行的并行的PLC接入系統(tǒng)接入系統(tǒng) 每一個單獨的PLC接入系統(tǒng)（見圖2.4）都可以分別連接到WAN，來構(gòu)成一個獨立的PLC接入網(wǎng)，如右圖2.5所示。圖圖2.5 供電

7、網(wǎng)中獨立的供電網(wǎng)中獨立的PLC接入網(wǎng)接入網(wǎng) 接入到核心網(wǎng)的另一個可能的方法是基站使用供電網(wǎng)作為傳輸介質(zhì)連接到中心基站上，中心基站（見圖2.6中的BS-0）連接到骨干網(wǎng)，從而構(gòu)成了一個雙層次的網(wǎng)絡(luò)。同樣，多層次的PLC網(wǎng)絡(luò)也可以實現(xiàn)。這樣，基站就要分享PLC媒質(zhì)來和上層網(wǎng)絡(luò)通信，或者是保留一部分頻譜資源來完成這種通信。這都會導(dǎo)致已有的網(wǎng)絡(luò)帶寬的降低，所以這樣的分層PLC網(wǎng)絡(luò)有很大的缺陷，最好不要采用。圖圖2.6 分兩個層次的分兩個層次的PLC接入網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)絡(luò) 然而，如果基站和上層網(wǎng)絡(luò)層次的中心節(jié)點之間的距離很短，上層網(wǎng)絡(luò)可以達到更高的數(shù)據(jù)傳輸率。如果基站在和上層網(wǎng)絡(luò)通信時傳輸帶寬沒有什么困難，這

8、種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還是有一定的意義的。2.1.3 家庭內(nèi)部家庭內(nèi)部PLC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 家庭內(nèi)部電路是PLC傳輸介質(zhì)的一個簡單的擴展。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)關(guān)連接到網(wǎng)絡(luò)，可能不僅僅是通過一個PLC系統(tǒng)接入的，也可能是使用其他的接入技術(shù)，如DSL。 PLC家庭內(nèi)部網(wǎng)的實現(xiàn)有兩種方式： 1、 獨立系統(tǒng) 2、 網(wǎng)關(guān)接入 2.1.3.1 獨立系統(tǒng) 一個家庭內(nèi)部網(wǎng)是作為一個獨立的系統(tǒng)存在的。 內(nèi)部的電網(wǎng)只是一個均質(zhì)PLC接入網(wǎng)的一部分。通過低壓電力網(wǎng)傳輸?shù)耐ㄐ判盘柌粫诫姳砭徒刂沽?，而是繼續(xù)傳輸進入家庭內(nèi)部的個供電網(wǎng)絡(luò)（如圖2.7所示）。這樣，通過家里的每個插座都可以連接到PLC接入系統(tǒng)中。作為PLC接入網(wǎng)的一部分的

9、內(nèi)部布線同樣是樹形結(jié)構(gòu)。 圖圖2.7 家庭內(nèi)部家庭內(nèi)部PLC網(wǎng)拓撲網(wǎng)拓撲2.1.3.2網(wǎng)關(guān)接入 家庭內(nèi)部PLC網(wǎng)也可以通過網(wǎng)關(guān)接入到任何接入網(wǎng)上。在這種情況中，網(wǎng)關(guān)在接入網(wǎng)的位置是作為一個用戶，而在內(nèi)部PLC網(wǎng)絡(luò)中是作為一個基站。如果接入網(wǎng)也采用PLC接入技術(shù)，那么網(wǎng)關(guān)應(yīng)該放在電表的位置，在這一點可以使家庭內(nèi)部的每一點都可以使用PLC接入。同樣如果接入網(wǎng)采用的是其他技術(shù)，那么這一點也是非常好的選擇。 獨立的家庭內(nèi)部PLC網(wǎng)路應(yīng)該包括一個基站，利用這個基站來管理整個的家庭PLC系統(tǒng)。我們可以假設(shè)這個基站同樣位于電表的位。內(nèi)部PLC網(wǎng)同樣保持樹形拓撲，即使基站移動到其他的位置，仍然會保持樹形結(jié)構(gòu)的

10、。家庭內(nèi)部網(wǎng)的長度會遠小于接入網(wǎng)的長度。 一些內(nèi)部網(wǎng)可能采用分布式的網(wǎng)絡(luò)來組織，這樣就是一種不需要PLC基站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這在獨立的內(nèi)部PLC網(wǎng)絡(luò)中是常見的，它是在所有的網(wǎng)絡(luò)站點之間采用協(xié)調(diào)機制來實現(xiàn)通信的。同樣，在這種PLC網(wǎng)絡(luò)中仍然保持著樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 前文討論了網(wǎng)絡(luò)中基站的位置、網(wǎng)絡(luò)分割、家庭內(nèi)部網(wǎng)等，在一個實際網(wǎng)絡(luò)中還會涉及幾個PLC系統(tǒng)的互連和中繼。實際的網(wǎng)絡(luò)必然會非常復(fù)雜，這就要求我們在實際分析組網(wǎng)中遇到問題要靈活地解決。 建筑區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、辦公室電力網(wǎng)絡(luò)、公寓電力網(wǎng)絡(luò)和家庭電力網(wǎng)絡(luò)有著相似的拓撲結(jié)構(gòu)。 電力網(wǎng)絡(luò)的分布廣泛，是電力線通信系統(tǒng)最大的優(yōu)勢所在，它掐住了任何產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的咽喉成本控

11、制。但是在電力網(wǎng)絡(luò)中，由于電力線信道特性（詳見第3章），因此，電力網(wǎng)絡(luò)并不能較平衡地實現(xiàn)全覆蓋網(wǎng)絡(luò)。 我們很難去改變現(xiàn)有的電力布線結(jié)構(gòu)，但是基于網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的安裝保護以及對電力線網(wǎng)絡(luò)的故障的有效診斷，必須檢測電力線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。 目前，通過測量傳輸點到點信號的強度和TCP/UPD傳輸速率來反映電力線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的測量設(shè)備已經(jīng)開始研發(fā)，比如美國Asoka公司的PNT（Performance Network Tester）工具。它包括兩tianhf1 部分：一個PTD（PNT Device）用來回滾數(shù)據(jù)傳輸，另一個THD（Test Host Adaptor）用來連接計算機進行測試計算和在計算機上運行的軟件

12、GUI（Graphical User Interface）。其中，在PTD中嵌入了代理服務(wù)，支持上傳和下載業(yè)務(wù)；THD是PLC AV/Turbo適配器，與PLC網(wǎng)絡(luò)的任意節(jié)點和測試主機。2.1.4 邏輯網(wǎng)絡(luò)模型邏輯網(wǎng)絡(luò)模型 就像前面討論過的PLC網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，PLC接入網(wǎng)是通過基站連接到骨干網(wǎng)絡(luò)上的。這種連接在所有的PLC接入系統(tǒng)都是存在的，和基站的位置和供電網(wǎng)中的PLC用戶的數(shù)量沒有關(guān)系。用戶和WAN之間的通信都是通過基站來實現(xiàn)的，而同一個網(wǎng)絡(luò)中的用戶之間的通信也是通過基站來實現(xiàn)的。 例如，同一個網(wǎng)絡(luò)中的用戶之間的數(shù)據(jù)通信是通過Internet服務(wù)來進行的，而這種服務(wù)一般位于PLC網(wǎng)絡(luò)之外。如果

13、考慮電話服務(wù)，同樣是通過一個位于WAN的交換系統(tǒng)進行的。因此我們可以認為在一個PLC網(wǎng)絡(luò)中有兩個數(shù)據(jù)傳輸方向： 從基站到用戶的下行方向； 從用戶到基站的上行方向。 在基站發(fā)送的下行信息可以傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中所有的用戶并被其接收。在上行方向，用戶發(fā)送的信息不僅會被基站接收到，并且會被網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶都接收到。 從更高層的觀點來看（例如MAC層），PLC接入系統(tǒng)可以被認為一個提供和WAN通信的一個基站連接一定數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)站點的邏輯總線網(wǎng)絡(luò)。因此，基站在這個總線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)中占據(jù)著中心的位置。邏輯總線網(wǎng)絡(luò)不包含基站和用戶之間距離及用戶之間距離的信息，而這種信息在考慮信號傳播延遲時是需要的，所以需要定義一個指定

14、網(wǎng)路中所有站點之間距離的矩陣。 像前面分析的一樣，PLC接入網(wǎng)中基站的位置改變不了網(wǎng)絡(luò)的物理樹形結(jié)構(gòu)。因此，邏輯總線結(jié)構(gòu)（如圖2.8所示）同樣可以應(yīng)用于網(wǎng)路高層的分析。這個結(jié)論適用于一個供電網(wǎng)被分割為幾個PLC系統(tǒng)的情況，也適用于多個電力網(wǎng)互聯(lián)所構(gòu)成的PLC接入系統(tǒng)。PLC家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)同樣適用，因為內(nèi)部網(wǎng)也保持著物理樹形結(jié)構(gòu)。圖圖2.8 PLC網(wǎng)絡(luò)邏輯總線結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)邏輯總線結(jié)構(gòu) 如果在PLC接入網(wǎng)中存在中繼器，PLC系統(tǒng)就被中繼器分割成幾個部分。在不同的部分頻率范圍和時隙也不同，但在一個PLC接入系統(tǒng)中允許其共存。中繼器對網(wǎng)絡(luò)分段之間的頻率或時隙的轉(zhuǎn)換對數(shù)據(jù)內(nèi)容沒有任何影響。傳輸數(shù)據(jù)單元可以在網(wǎng)

15、絡(luò)分段之間輕易地通過從而確保了整個網(wǎng)絡(luò)的完整。因此，邏輯總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)同樣可以應(yīng)用于存在中繼器或網(wǎng)關(guān)的PLC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)高層。 對于覆蓋幾個供電網(wǎng)的包含多個基站、中繼器和網(wǎng)關(guān)的復(fù)雜的PLC接入網(wǎng)絡(luò)，因為構(gòu)成這個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的每一個PLC接入網(wǎng)都保持著物理樹形結(jié)構(gòu)，所以邏輯總線結(jié)構(gòu)同樣適用于它們。 2.1 現(xiàn)行電力網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 2.2 作為通信介質(zhì)的電力網(wǎng)絡(luò)分析第二章目錄2.2 作為通信介質(zhì)的電力網(wǎng)絡(luò)分析作為通信介質(zhì)的電力網(wǎng)絡(luò)分析 電力線通信是將電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于通信系統(tǒng)。在這種情況下，電力供應(yīng)網(wǎng)可以看做各種電信服務(wù)傳輸?shù)耐ㄐ沤橘|(zhì)。因此，基于PLC的電信網(wǎng)絡(luò)可以利用現(xiàn)成的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，從而減少網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)的

16、成本。 電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)包括三個部分，如圖2.9所示，都可以作為PLC網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)。1.1.2 visualSTATE事件處理機制事件處理機制圖圖2.9 電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 高電壓（110380kV）網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)電站和用電需求巨大的地區(qū)和客戶。它們通?？缭胶荛L的距離，使用架空電纜進行電力傳輸。 中電壓（1030kV）網(wǎng)絡(luò)給較大的地區(qū)供電，如城市和大工業(yè)或商業(yè)客戶?？鐓^(qū)距離比高壓網(wǎng)絡(luò)明顯縮短，使用架空電纜或地下電纜進行電力傳輸。 低電壓（220/380V）網(wǎng)絡(luò)給終端客戶供電，如獨立客戶或者作為更大客戶的單個使用者，其長度一般可達幾百米。在城市地區(qū)，一般使用地下電纜進線電力傳輸，而在農(nóng)村

17、地區(qū)，一般使用架空電纜進行電力傳輸。室內(nèi)電路設(shè)施屬于低壓網(wǎng)絡(luò)，它們與用戶電表相連。 低壓供電網(wǎng)絡(luò)直接連接大量的家庭終端客戶，因此，終端客戶數(shù)量直接影響PLC技術(shù)在低壓電網(wǎng)的應(yīng)用前景，與此同時，低壓電力線覆蓋了客戶和傳輸單元，完全有能力成為通信終端“最后一公里”的替代方案。2.2.1 PLC信道寬帶分類 從占用頻率帶寬角度，電力線通信網(wǎng)絡(luò)可分為窄帶PLC（NB-PLC）和寬帶PLC（BB-PLC）。 窄帶PLC的載波頻率范圍，在不同國家、不同地區(qū)是不一樣的，美國為50450kHz，歐洲為3149.5kHz（95kHz以下用于接入Access通信，95kHz以上用于戶內(nèi)In-House通信），中國

18、為40500kHz。寬帶PLC的載波頻率范圍，在美國為420MHz（HomePlug Specification v 1.0），主要用于戶內(nèi)；歐洲為1.610MHz（Access）和1030MHz（In-House），這是ETSI標準，CENELEC標準分界點為13MHz，歐盟委員會從2002年開始正在協(xié)調(diào)統(tǒng)一；中國尚無寬帶PLC的標準。 2.2.1.1 窄帶PLC以CENELEC的標準規(guī)定為例，窄帶PLC網(wǎng)絡(luò)運行的頻率范圍分成了三段：A被用在電力供應(yīng)方面，B和C用于個人用途。A一般用于能源相關(guān)服務(wù)。B和C主要用于樓房和智能家居?，F(xiàn)在，窄帶PLC系統(tǒng)提供高達幾kbps的傳輸速率。兩個PLC m

19、odern的最遠距離達到1 km。為了達到遠距離傳輸，使用了中繼器技術(shù)。 窄帶PLC系統(tǒng)提供了窄帶和寬帶調(diào)制方案。 窄帶PLC網(wǎng)絡(luò)使用的是ASK（幅度鍵控）調(diào)制。但是，ASK不能適應(yīng)分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此不適合在PLC網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。另一方面，BPSK（差分相位鍵控）是一個健壯的方案，更適合在PLC中應(yīng)用。但是，BPSK中的相位識別十分復(fù)雜，所以BPSK的系統(tǒng)并不常用。現(xiàn)在經(jīng)常在PLC系統(tǒng)中使用的是FSK（頻移鍵控），希望BPSK可以用在將來的通信系統(tǒng)中。 寬帶調(diào)制方案也應(yīng)用在窄帶PLC系統(tǒng)中。寬帶調(diào)制的優(yōu)勢是，頻譜的多變性可以抵抗存在于PLC系統(tǒng)中的噪聲和選擇性衰減，未來的窄帶PLC系統(tǒng)的傳輸方

20、案是OFDM（正交頻分復(fù)用技術(shù)）。2.2.1.2 寬帶PLC 寬帶PLC系統(tǒng)可以提供很高的數(shù)據(jù)速率（2Mbps以上），比窄帶PLC系統(tǒng)高很多。窄帶網(wǎng)絡(luò)只能用低比特率傳輸很少通道的聲音和數(shù)據(jù)，寬帶PLC網(wǎng)絡(luò)可以提供更復(fù)雜的電信服務(wù)：多聲音接入、高速數(shù)據(jù)傳輸、傳送視頻信息以及窄帶可以提供的所有功能。 但寬帶PLC還是有如下優(yōu)缺點： 優(yōu)點：節(jié)約電信網(wǎng)絡(luò)的搭建成本 。 缺點：覆蓋的距離以及數(shù)據(jù)傳輸速率在PLC系統(tǒng)中都受到了限制 ；電力線通信還要考慮到EMC ；對于其他工作在相同頻率通信系統(tǒng)變成了噪聲源 ，需要限制發(fā)射功率。 在PLC系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸在一個頻率選擇信道上，回波的出現(xiàn)，脈沖和窄帶干擾疊加成

21、的各種噪聲，這就要求PLC采用的調(diào)制方案必須高效地應(yīng)對這種環(huán)境。DSS（直接序列展頻）和OFDM技術(shù)成為未來寬帶PLC的侯選技術(shù) 。 以下簡單對這兩種技術(shù)進行介紹： 展頻有著抵抗窄帶干擾的優(yōu)勢，實現(xiàn)CDMA（頻分復(fù)用）的可能性，運行在低的功率譜密度可以減少EMC的問題。但是，DSS有低的譜效率和低通等特點，對于頻率選擇衰減很敏感。所以，在一點對多點的連接中，需要復(fù)雜的均衡，比如PLC接入網(wǎng)絡(luò)，對于每一個單獨的連接取決于網(wǎng)段的長度。 OFDM技術(shù)允許降低均衡的復(fù)雜度，增加對于信號畸變的抵抗性，OFDM有選擇地使用一個頻帶的特點可以避免窄帶干擾使頻率分散，同時符合監(jiān)管部門的要求。OFDM提供的正交

22、性允許頻帶重疊導(dǎo)致很高的效率，利用率可以達到單載波寬帶系統(tǒng)的兩倍。進一步來說，位負載技術(shù)，應(yīng)用在OFDM的子載波，可以獲得和理論值接近的傳輸能力。基于這個原因，在寬帶PLC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，OFDM被認為最佳的選擇。2.2.2 PLC傳輸信道特點 低壓供電網(wǎng)不是為通信設(shè)計的，所以，電力線的傳輸特點并不適合數(shù)據(jù)傳輸。電力線電纜被不對稱地分開，在網(wǎng)絡(luò)端和用戶端和電纜上下的傳輸中有許多不規(guī)則的連接。電纜傳輸造成反射和阻抗特點的改變。另外，一個PLC網(wǎng)絡(luò)改變了它的結(jié)構(gòu)（增加用戶），特別是在家用PLC網(wǎng)絡(luò)中，每個開關(guān)都可以改變網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。 PLC網(wǎng)絡(luò)也有多徑傳播的特點，主要是由于電纜的連接和不同阻抗產(chǎn)生的大

23、量反射。這導(dǎo)致了多徑信號傳播，而且是頻率選擇衰落。最重要的影響信號傳播的因素是線損，損失是由于分支點的反射和電纜端口不匹配以及選擇性衰落。 PLC網(wǎng)絡(luò)的衰減取決于電線的長度和阻抗特性。大量的測量顯示電力線的衰減在相對短長度（200300 m）是可以接受的，但是長電纜的衰減非常大，所以，長的電纜需要配備中繼器。2.2.3 電磁兼容 低壓供電網(wǎng)被用來作為低壓供電網(wǎng)被用來作為PLC接入網(wǎng)的傳輸媒介來產(chǎn)接入網(wǎng)的傳輸媒介來產(chǎn)生電磁輻射，另一方面，生電磁輻射，另一方面，PLC允許寬帶接入網(wǎng)使用最高允許寬帶接入網(wǎng)使用最高達達30MHz的頻譜。這個頻率范圍被用于各種無線電服務(wù)的頻譜。這個頻率范圍被用于各種無線

24、電服務(wù)和分散的和分散的PLC系統(tǒng)。系統(tǒng)。 各種短波無線電服務(wù)，比如業(yè)余廣播、不同的公共各種短波無線電服務(wù)，比如業(yè)余廣播、不同的公共服務(wù)、軍事甚至非常敏感的服務(wù)像空中管控，受到來自服務(wù)、軍事甚至非常敏感的服務(wù)像空中管控，受到來自PLC網(wǎng)絡(luò)的干擾的影響。監(jiān)管部門設(shè)定了網(wǎng)絡(luò)的干擾的影響。監(jiān)管部門設(shè)定了PLC系統(tǒng)運行系統(tǒng)運行時超出頻率范圍產(chǎn)生的電磁量的限定值，是由時超出頻率范圍產(chǎn)生的電磁量的限定值，是由CENELEC標準定義的。在德國，對于運行在頻率最高標準定義的。在德國，對于運行在頻率最高30 MHz的系的系統(tǒng)，統(tǒng)，NB30定義了非常低的輻射限制。定義了非常低的輻射限制。 PLC網(wǎng)絡(luò)為了限制信號的功

25、率來符合NB30的規(guī)定。下面對于PLC使用的具體的頻率范圍有兩個解決方案： 煙筒方法：在130MHz的之間有一個大約7.5MHz的頻寬被PLC獨自使用。但是，提供給PLC使用的頻率范圍的頻譜并不連續(xù)。在允許的范圍內(nèi)，PLC仍然需要運行在具體的輻射限定下。 總體輻射限制：在整個頻譜范圍內(nèi)（低于30MHz），對于所有有線電信服務(wù)（如DSL、CATV、PLC）最大的輻射被限制一個范圍內(nèi)。 在這兩種情況下，PLC系統(tǒng)要確保非常低的電磁輻射，所以要運行在很低的反射功率。這個問題在非雙絞線的電線上更加嚴重。 電磁兼容技術(shù)相關(guān)標準的制定正在全球范圍內(nèi)展開：（1）IEC（International Elect

26、rotechnical Commission） IEC是各國民間制造商組成的關(guān)于電器規(guī)范的標準組織，有兩個平行的組織負責(zé)制定EMC標準，分別是CISPR（國際無線電干擾特別委員會）和TC77（第77技術(shù)委員會）。電力線通信（PLT）的系統(tǒng)的干擾限制定義的標準是CISPR22，CISPR22主要面向設(shè)備端的電磁干擾。 （2）ITU-T（ITU Telecommunication Standardization Sector） ITU-T是國際電信聯(lián)盟管理下的專門制定遠程通信相關(guān)國際標準的組織，它下屬的SG5小組負責(zé)電信設(shè)備中電磁干擾標準的制定。目前，SG5致力于家庭連網(wǎng)技術(shù)的研究，無論是家庭環(huán)境還是商業(yè)環(huán)境，都有必要對硬件和網(wǎng)絡(luò)的電磁干擾做出相應(yīng)的技術(shù)要求。 （3）CENELEC（European Committee for Electrotechnical Standardization） CENELEC是由30個歐洲電工委員會成員組成的非營利技術(shù)組織，CENELEC從事電磁兼容工作的技術(shù)委員會為TC210（以前為TC110），它負責(zé)EMC標準制定或轉(zhuǎn)化工作。CENELEC下的EMC標準主要面向整個網(wǎng)絡(luò)的