電力能源線通信技術(shù)之電力能源傳輸網(wǎng)系統(tǒng)及其特性

第二章 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?fù)浣Y(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?fù)浣Y(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?fù)浣Y(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(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)，甚至還有兩種方式的混合。低壓供電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(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)村和城鎮(zhèn)之間是很明顯的。（4）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)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?fù)溥B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?fù)洹＞W(wǎng)絡(luò)中用戶數(shù)：為250～400（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50～80；網(wǎng)絡(luò)長度：大約500m。圖2.1低壓供電網(wǎng)可能的拓?fù)鋱D2.1.2PLC接入網(wǎng)的組織在一個PLC接入網(wǎng)中有一個通信基站，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：①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?fù)淙鐖D2.2所示。②將基站設(shè)在接近PLC用戶的地點(diǎn)或其他任何位置。PLC網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就改變了，將不同于供電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(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2.3PLC接入網(wǎng)和相應(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(diǎn)（連接到主干網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)）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?fù)湟话闶潜３植蛔兊?，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(dú)立的PLC接入網(wǎng)。所以，在這個供電網(wǎng)中存在三個獨(dú)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)絡(luò)的長度，這樣就可以降低信號的傳輸功率。因?yàn)橐紤]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(dú)立的PLC接入系統(tǒng)?？傊?，它降低了網(wǎng)絡(luò)的長度和接入單獨(dú)一個PLC接入系統(tǒng)的用戶的數(shù)量。我們可以認(rèn)為在一個低壓供電網(wǎng)中的獨(dú)立的PLC系統(tǒng)仍然保持樹形拓?fù)?。圖2.4并行的PLC接入系統(tǒng)每一個單獨(dú)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(dú)立的PLC接入網(wǎng)，如右圖2.5所示。圖2.5供電網(wǎng)中獨(dú)立的PLC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(shí)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2.6分兩個層次的PLC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(diǎn)之間的距離很短，上層網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)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PLC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(kuò)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(shí)現(xiàn)有兩種方式：1、獨(dú)立系統(tǒng)2、網(wǎng)關(guān)接入

2.1.3.1獨(dú)立系統(tǒng)一個家庭內(nèi)部網(wǎng)是作為一個獨(dú)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(jìn)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)的一部分的內(nèi)部布線同樣是樹形結(jié)構(gòu)。圖2.7家庭內(nèi)部PLC網(wǎng)拓?fù)?.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(diǎn)可以使家庭內(nèi)部的每一點(diǎn)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(diǎn)也是非常好的選擇。獨(dú)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?fù)?，即使基站移動到其他的位置，仍然會保持樹形結(jié)構(gòu)的。家庭內(nèi)部網(wǎng)的長度會遠(yuǎn)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(dú)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(diǎn)之間采用協(xié)調(diào)機(jī)制來實(shí)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(shí)際網(wǎng)絡(luò)中還會涉及幾個PLC系統(tǒng)的互連和中繼。實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)必然會非常復(fù)雜，這就要求我們在實(shí)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?fù)浣Y(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(shí)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(hù)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(diǎn)到點(diǎn)信號的強(qiáng)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（PerformanceNetworkTester）工具。它包括兩[tianhf1]

部分：一個PTD（PNTDevice）用來回滾數(shù)據(jù)傳輸，另一個THD（TestHostAdaptor）用來連接計(jì)算機(jī)進(jìn)行測試計(jì)算和在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的軟件GUI（GraphicalUserInterface）。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PLCAV/Turbo適配器，與PLC網(wǎng)絡(luò)的任意節(jié)點(diǎn)和測試主機(jī)。2.1.4邏輯網(wǎng)絡(luò)模型就像前面討論過的PLC網(wǎng)絡(luò)實(shí)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(shí)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(shí)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(jìn)行的，而這種服務(wù)一般位于PLC網(wǎng)絡(luò)之外。如果考慮電話服務(wù)，同樣是通過一個位于WAN的交換系統(tǒng)進(jìn)行的。因此我們可以認(rèn)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(diǎn)來看（例如MAC層），PLC接入系統(tǒng)可以被認(rèn)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(diǎn)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網(wǎng)路中所有站點(diǎn)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?yàn)閮?nèi)部網(wǎng)也保持著物理樹形結(jié)構(gòu)。圖2.8PLC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)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?yàn)闃?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?fù)浣Y(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)。1.1.2visualSTATE事件處理機(jī)制圖2.9電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高電壓（110～380?kV）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(jìn)行電力傳輸。中電壓（10～30?kV）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(jìn)行電力傳輸。低電壓（220/380?V）網(wǎng)絡(luò)給終端客戶供電，如獨(dú)立客戶或者作為更大客戶的單個使用者，其長度一般可達(dá)幾百米。在城市地區(qū)，一般使用地下電纜進(jìn)線電力傳輸，而在農(nóng)村地區(qū)，一般使用架空電纜進(jìn)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。2.2.1PLC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50～450?kHz，歐洲為3～149.5?kHz（95?kHz以下用于接入Access通信，95?kHz以上用于戶內(nèi)In-House通信），中國為40～500?kHz。寬帶PLC的載波頻率范圍，在美國為4～20?MHz（HomePlugSpecificationv1.0），主要用于戶內(nèi)；歐洲為1.6～10?MHz（Access）和10～30?MHz（In-House），這是ETSI標(biāo)準(zhǔn)，CENELEC標(biāo)準(zhǔn)分界點(diǎn)為13?MHz，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(biāo)準(zhǔn)。

2.2.1.1窄帶PLC以CENELEC的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為例，窄帶PLC網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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。現(xiàn)在，窄帶PLC系統(tǒng)提供高達(dá)幾kbps的傳輸速率。兩個PLCmodern的最遠(yuǎn)距離達(dá)到1km。為了達(dá)到遠(yuǎn)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?，F(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（2?Mbps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(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約電信網(wǎng)絡(luò)的搭建成本。缺點(diǎn)：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(jìn)行介紹：展頻有著抵抗窄帶干擾的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)CDMA（頻分復(fù)用）的可能性，運(yùn)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(diǎn)，對于頻率選擇衰減很敏感。所以，在一點(diǎn)對多點(diǎn)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(dú)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(diǎn)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提供的正交性允許頻帶重疊導(dǎo)致很高的效率，利用率可以達(dá)到單載波寬帶系統(tǒng)的兩倍。進(jìn)一步來說，位負(fù)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?；谶@個原因，在寬帶PLC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，OFDM被認(rèn)為最佳的選擇。2.2.2PLC傳輸信道特點(diǎn)

低壓供電網(wǎng)不是為通信設(shè)計(jì)的，所以，電力線的傳輸特點(diǎn)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(diǎn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)。PLC網(wǎng)絡(luò)也有多徑傳播的特點(diǎn)，主要是由于電纜的連接和不同阻抗產(chǎn)生的大量反射。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(diǎn)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（200～300m）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PLC接入網(wǎng)的傳輸媒介來產(chǎn)生電磁輻射，另一方面，PLC允許寬帶接入網(wǎng)使用最高達(dá)30?MHz的頻譜。這個頻率范圍被用于各種無線電服務(wù)和分散的PLC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PLC系統(tǒng)運(yùn)行時超出頻率范圍產(chǎn)生的電磁量的限定值，是由CENELEC標(biāo)準(zhǔn)定義的。在德國，對于運(yùn)行在頻率最高30MHz的系統(tǒng)，NB30定義了非常低的輻射限制。

PLC網(wǎng)絡(luò)為了限制信號的功率來符合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1～30?MHz的之間有一個大約7.5?MHz的頻寬被PLC獨(dú)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(yùn)行在具體的輻射限定下?？傮w輻射限制：在整個頻譜范圍內(nèi)（低于30?MHz），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(yùn)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(yán)重。電磁兼容技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定正在全球范圍內(nèi)展開：（1）IEC（InternationalElectrotechnicalCommission）IEC是各國民間制造商組成的關(guān)于電器規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)組織，有兩個平行的組織負(fù)責(zé)制定EMC標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)是CISPR22，CISPR22主要面向設(shè)備端的電磁干擾。（2）ITU-T（ITUTelecommunicationStandardizationSector）ITU-T是國際電信聯(lián)盟管理下的專門制定遠(yuǎn)程通信相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的組織，它下屬的SG5小組負(fù)責(zé)電信設(shè)備中電磁干擾標(biāo)準(zhǔn)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（EuropeanCommitteeforElectrotechnicalStandardization）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(fù)責(zé)EMC標(biāo)準(zhǔn)制定或轉(zhuǎn)化工作。CENELEC下的EMC標(biāo)準(zhǔn)主要面向整個網(wǎng)絡(luò)的電磁干擾特性。我國電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)絕大多數(shù)來自國際標(biāo)準(zhǔn)，其來源包括：國際無線電干擾特別委員會（CISPR）的出版物，國際電工委員會（IEC）的標(biāo)準(zhǔn)，國際電信聯(lián)盟（ITU）的有關(guān)建議等，PLT方面的EMC測試分別采用國際電信聯(lián)盟ITU-TK.60標(biāo)準(zhǔn)和GB9254《信息技術(shù)設(shè)備無線電騷擾限值和測量方法》（等同于CISPR22）進(jìn)行。測試單位包括國家無線電監(jiān)測中心、工業(yè)和信息化部通信電磁兼容質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、上海電器研究所、中國泰爾實(shí)驗(yàn)室、武漢高壓研究所等多家機(jī)構(gòu)，測試地點(diǎn)為檢測機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室以及實(shí)際運(yùn)行環(huán)境。

2.2.4干擾的影響和速率限制由于限制發(fā)射功率，PLC網(wǎng)絡(luò)對于干擾更加敏感，為了保證足夠的傳輸能力，不能擴(kuò)展傳輸距離。來自PLC網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的干擾是由運(yùn)行在30?MHz下的其他服務(wù)（短波）造成的。許多干擾來自PLC網(wǎng)絡(luò)本身；大型機(jī)器，比如電動機(jī)，可以連接到低壓供電網(wǎng)或者在PLC網(wǎng)絡(luò)附近，電視和計(jì)算機(jī)顯示器以及家用電器的開關(guān)和相位控制設(shè)備產(chǎn)生的脈沖干擾。最后，附近的PLC網(wǎng)絡(luò)也造成干擾，如圖2.10所示。圖2.10各種干擾源影響錯誤處理機(jī)制可以應(yīng)用在PLC系統(tǒng)去解決干擾產(chǎn)生的傳輸錯誤問題。前向糾錯機(jī)制（FEC）可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)單元的內(nèi)容，盡管有干擾的影響。但是，由于糾錯的過載需要，F(xiàn)EC機(jī)制的應(yīng)用要消耗一部分傳輸能力。使用ARQ（自動重傳）機(jī)制提供數(shù)據(jù)重傳要消耗傳輸能力并帶來額外的傳輸延時在PLC網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用錯誤處理機(jī)制是必要的，PLC系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)速率被限制。因?yàn)殡姶偶嫒莸模‥MC）要求，所以，現(xiàn)在提供的PLC系統(tǒng)有最大的凈傳輸速率2～4?Mbps。因此PLC網(wǎng)絡(luò)不得不運(yùn)行在低的數(shù)據(jù)速率，另外減小速率由于錯誤處理機(jī)制。另一方面，PLC接入網(wǎng)連接了許多使用低壓電力網(wǎng)作為傳輸介質(zhì)的用戶，這將進(jìn)一步減小可用的數(shù)據(jù)速率。思考題1．假如你是無線電愛好者，你會排斥電力線通信嗎？談?wù)勀銓﹄娏€通信的看法。2．在未來，如何部署家用電器節(jié)點(diǎn)和通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。3．簡述窄帶PLC和寬帶PLC的特點(diǎn)。4．何謂UWB技術(shù)？并簡要介紹其特點(diǎn)。5．影響電力線通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的因素有哪些？《化妝品術(shù)語》起草情況匯報中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所一、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)和下達(dá)時間2006年衛(wèi)生部政法司要求各標(biāo)委會都要建立自己的術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)。1ONE二、標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)研制經(jīng)費(fèi)：3.8萬三、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)意義術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)有利于行業(yè)間技術(shù)交流、提高標(biāo)準(zhǔn)一致性、消除貿(mào)易誤差，作為標(biāo)準(zhǔn)體系中的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)在各個領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系中均起著重要的作用。隨著我國化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)逐步加快，所涉及的術(shù)語和定義的數(shù)量也在迅速增長，在此情形下，化妝品術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)的制定就顯得尤為重要。四、標(biāo)準(zhǔn)的制訂原則1.合法性遵守《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》中關(guān)于化妝品的定義。2.協(xié)調(diào)性直接引用或修改采用的方式，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語和定義相協(xié)調(diào)。3.科學(xué)性對于沒有國標(biāo)或定義不統(tǒng)一的術(shù)語，在定義時體現(xiàn)科學(xué)性的原則。4.實(shí)用性在標(biāo)準(zhǔn)體系中出現(xiàn)頻率較高，與行業(yè)聯(lián)系較緊密的術(shù)語優(yōu)先選用。五、標(biāo)準(zhǔn)的起草經(jīng)過

第一階段：資料搜集

搜集國內(nèi)外相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)并對國外文獻(xiàn)如美國21CFR進(jìn)行翻譯。第二階段：2007年末形成初稿

初稿內(nèi)容包括一般術(shù)語、衛(wèi)生化學(xué)術(shù)語、毒理學(xué)術(shù)語、微生物術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語、人體安全和功效評價術(shù)語，常用英文成份術(shù)語等７部分。第三階段：專家統(tǒng)稿1.2007年12月第一次專家統(tǒng)稿會（修訂情況：1.在結(jié)構(gòu)上增加原料功能術(shù)語、相關(guān)國際組織和科研機(jī)構(gòu)等內(nèi)容；2.在內(nèi)容上增加一般術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語的種類，將化妝品行業(yè)的新產(chǎn)品類別納入本標(biāo)準(zhǔn)；3.對于毒理學(xué)、衛(wèi)生化學(xué)、微生物學(xué)術(shù)語進(jìn)行修改；4.刪除與化妝品聯(lián)系不緊密、無存在必要的常用英文成分術(shù)語。2.2009年1月第二次專家統(tǒng)稿會會議意見：1.修改能引用國家標(biāo)準(zhǔn)的盡量引用國家標(biāo)準(zhǔn)；對存在歧義的個別用詞進(jìn)行修改。2.刪除由于本標(biāo)準(zhǔn)中的“產(chǎn)品術(shù)語”一章和香化協(xié)會所制定的某個標(biāo)準(zhǔn)存在重復(fù)，因此刪除“產(chǎn)品術(shù)語”一章的內(nèi)容；對“原料功能術(shù)語”的內(nèi)容進(jìn)行梳理，刪除了20余條內(nèi)容。3.增加專家建議增加“化妝品限用物質(zhì)”等若干項(xiàng)術(shù)語。第四階段：征求意見2009年2月面向全國公開征求意見。第五階段：征求意見的處理與形成送審稿。在征求意見的處理