中壓電力線通信技術(shù)
摘要： 本文總結(jié)了近年來國內(nèi)外中壓電力線通信相關(guān)領(lǐng)域的研究成果,對中壓電力線信道的信道特性進行了分析,并介紹了中壓電力線通信所涉及的物理層、MAC層關(guān)鍵技術(shù)以及相關(guān)通信系統(tǒng)的發(fā)展情況。
關(guān)鍵詞： 中壓;電力線通信;配電自動化;寬帶網(wǎng)絡(luò)接入
引言
中壓電力線通信(MV - PLC)技術(shù)是指利用電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中的中壓電力線(通常指10KV電壓等級)作為信號傳輸媒介,進行語音、數(shù)據(jù)信息的傳輸。該技術(shù)首先被應(yīng)用于中壓配電網(wǎng)的自動化數(shù)據(jù)傳輸平臺中;近年來,中壓電力線寬帶網(wǎng)絡(luò)接入以其基礎(chǔ)設(shè)施完備、分布廣泛、成本低廉的特點,正越來越受到關(guān)注,尤其是在偏遠農(nóng)村或者人口稀少的地區(qū),具有極強的實用價值。
中壓PLC應(yīng)用領(lǐng)域
中壓輸電網(wǎng)覆蓋面積廣大,應(yīng)用領(lǐng)域繁多,中壓配電自動化對于國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的意義,相關(guān)應(yīng)用包括用電負荷控制、電網(wǎng)運行監(jiān)測、集中抄表等。配電網(wǎng)自動化往往有數(shù)量巨大且分布分散的節(jié)點需進行控制和數(shù)據(jù)采集,故對數(shù)據(jù)通道的經(jīng)濟性有較高要求。中壓PLC技術(shù)將傳統(tǒng)中壓電力網(wǎng)轉(zhuǎn)變成為數(shù)據(jù)通信網(wǎng),在建設(shè)成本、運行和維護費用等方面具有天然的優(yōu)勢,目前在韓國、美國、西班牙等國家已得到良好的應(yīng)用,國內(nèi)也開展了大量的研究和實踐。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,Internet在生產(chǎn)生活中發(fā)揮著日益重要的作用,而PLC技術(shù)也在寬帶網(wǎng)絡(luò)接入手段中占據(jù)了重要的地位。從戶外中壓PLC到戶內(nèi)低壓PLC的接入方案,被認為是解決寬帶接入的“最后一公里”問題的理想方案,該類研究興起于北美,近年來發(fā)展迅速。
對于中壓電力線網(wǎng)絡(luò),由于其業(yè)已存在的廣泛分布,成為了在偏遠地區(qū)實現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)接入的理想媒介,以縮短和消除城市地區(qū)與農(nóng)村地區(qū),發(fā)達地區(qū)與不發(fā)達地區(qū)之間的“數(shù)字鴻溝”。在偏遠或者人口密度較低的地區(qū),短期內(nèi)通過PLC以外的其它技術(shù)手段實現(xiàn)較大帶寬的數(shù)字通信服務(wù),會面臨較多的困難;在城市地區(qū)廣泛使用的xDSL或者通信光纜一般均難以鋪設(shè)到這些地區(qū);衛(wèi)星通信在一些地區(qū)可以實現(xiàn),但是低通信速率以及信道租用和終端所帶來的高成本,使其大規(guī)模應(yīng)用受到很大限制;以GSM、IS-95、WCDMA等為代表的蜂窩通信技術(shù)本身是針對高用戶密度的應(yīng)用場景所設(shè)計,如果在用戶密度較低的地區(qū)使用,將帶來通信能力的嚴重浪費和高昂的運營成本,從而難以得到推廣和普及,在發(fā)展中國家,這一矛盾尤其突出。就國內(nèi)的情況而言,我國幅員遼闊,有相當(dāng)數(shù)量的農(nóng)村地區(qū)處于偏遠、人煙稀少的地帶,這些區(qū)域的通信發(fā)展相對滯后。據(jù)統(tǒng)計,我國行政村固定電話覆蓋率為94%~97%,數(shù)據(jù)通信的覆蓋率則更低。由于自然和經(jīng)濟條件的制約,若采用現(xiàn)有的通信方式,改善這些地區(qū)的信息服務(wù)將面臨越來越多的困難。而行政村的通電率已接近100%,且電網(wǎng)覆蓋是區(qū)域發(fā)展的基本條件,因此,利用電力傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)接入,是適合國情、可行并且經(jīng)濟的方案,圖1為農(nóng)村中壓PLC接入網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
