配電網(wǎng)電力線通信

自適應(yīng)正交頻分復(fù)用是一種適用于高速電力線數(shù)據(jù)通信的技術(shù)，比特分配算法是這一技術(shù)的重要組成部分。文章針對電力線通信信道的實際條件，探討了適用于電力線通信的優(yōu)化模型，并提出了一種新的應(yīng)用速率自適應(yīng)準則的動態(tài)帶寬優(yōu)化算法，該算法通過對子信道的劃分，采用貪婪法原理快速實現(xiàn)了信道的比特分配。理論分析和仿真結(jié)果表明該算法具有較低的復(fù)雜度，并且能得到令人滿意的分配結(jié)果。2100433B

電力線通信PLC(PowerLineCommunication)技術(shù)是利用配電網(wǎng)中/低壓線路傳輸高速數(shù)據(jù)、話音、圖象等多媒體業(yè)務(wù)信號的一種通信技術(shù),目的是通過低壓線路來為用戶提供一種“無新線(Nonewwire)”的寬帶接入方案;而用中壓線路來為配電網(wǎng)自動化提供一個可靠的數(shù)據(jù)傳輸平臺。由于該技術(shù)的發(fā)展前景十分看好,因此,早在20世紀90年代初,一些國家即開始在這方面進行研究,但由于技術(shù)不成熟,發(fā)展速度緩慢。進入21世紀以來,隨著PLC技術(shù)的突破,電力線通信技術(shù)的發(fā)展速度明顯加快,目前正朝著實用化方向發(fā)展。電力線不同于普通的通信線路,它的信道具有時域。

傳統(tǒng)的電力線載波通信（PLC）主要利用高壓輸電線路作為高頻信號的傳輸通道，僅僅局限于傳輸話音、遠動控制信號等，應(yīng)用范圍窄，傳輸速率較低，不能滿足寬帶化發(fā)展的要求。PLC正在向大容量、高速率方向發(fā)展，同時轉(zhuǎn)向采用低壓配電網(wǎng)進行載波通信，實現(xiàn)家庭用戶利用電力線打電話、上網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)。

國外如美國、日本、以色列等國家正在開展低壓配電網(wǎng)通信的研究和試驗。由美國3COM，Intel，Cisco，日本松下等13家公司聯(lián)合組建使用電力線作為傳送媒介的家庭網(wǎng)絡(luò)推進團體--"Homeplug PowerlineAlliance"，已經(jīng)提出家庭插座（Home Plug）計劃，旨在推動以電力線為傳輸媒介的數(shù)字化家庭（DigitalHome）。

還存在以下問題有待進一步研究：

硬件平臺：主要包括通信方式的合理選擇、通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇。擴頻方式、OFDM技術(shù)和多維網(wǎng)格編碼方式各有優(yōu)點，哪一種適合低壓網(wǎng)還有待研究，或者也可以采用軟件無線電的思想為這三種方式提供一個統(tǒng)一的平臺。電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)拓撲千變?nèi)f化，如何優(yōu)化通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)也是值得研究的問題。

電力線通信過去

電力線通信技術(shù)出現(xiàn)于20世紀20年代初期。應(yīng)用電力線傳輸信號的實例最早是電力線電話，它的應(yīng)用范圍是在同一個變壓器的供電線路以內(nèi)，將電信號從電力線上濾下來。1991年美國電子工業(yè)協(xié)會確認了三種家庭總線，電力線是其中一種。1997年10月，Northern Telecom公司宣布進行數(shù)字電線技術(shù)的開發(fā)，這項技術(shù)將使電力公司能夠在電力線上以1Mbps的速度傳送數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)。后來西門子的PLC技術(shù)將電力線總線的家庭擴大到小區(qū)的電信接入網(wǎng)端口，而且能以1Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)。

技術(shù)進展后來逐漸加快。由思科、英特爾、惠普、松下和夏普等13家公司成立“家庭插電聯(lián)盟”（HomePlugPowerline Alliance），致力于創(chuàng)造共同的家用電線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)標準。

歐洲也不示弱。在德國漢諾威信息技術(shù)大展上，德國電力工業(yè)巨頭RWE電力公司推出了名叫電力網(wǎng)的新技術(shù)，這種新的傳輸技術(shù)將能通過電源線路傳輸各種互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信號，從而大大推進互聯(lián)網(wǎng)的普及。用戶只需花上幾分鐘時間，把特制的調(diào)制解調(diào)器與普通的電線插口相接，就可以上網(wǎng)瀏覽，速度也可達到每秒2兆比特的寬帶標準。德國聯(lián)邦議院議會上院新近通過一項議案，批準使用能使互聯(lián)網(wǎng)信息通過電力線和墻上電源插座傳輸?shù)募夹g(shù)。

日本將在2001年內(nèi)制定出連接裝置的技術(shù)標準。日本九州電力公司和東京電力公司與三菱電機、富士通、松下電器等合作，開發(fā)通過電力線路傳送和接收圖像的技術(shù)，并定于2001年內(nèi)推出實用產(chǎn)品。

在中國，20世紀40年代已有日本生產(chǎn)的載波機在東北運行，做為長距離調(diào)度的通信手段。從1999年起，中國電科院就開始對高速PLC進行研究，并在2001年8月，在沈陽建立了第一個實驗網(wǎng)絡(luò)。又從2001年12月起，國電通信中心開始組織國內(nèi)外廠商在北京居民區(qū)開展PLC應(yīng)用試驗，這些公司包括韓國的Xeline（14Mb/s系統(tǒng)）、瑞士ASCOM公司（4.5Mb/s系統(tǒng)）、美國Leap公司（14Mb/s）、西班牙的DS2公司.福建電力試驗研究院（10Mb/s系統(tǒng)），以及電科院（14Mb/s系統(tǒng)）等。中國福建省電力試驗研究院研制成功“數(shù)字化輸電線路技術(shù)“的核心產(chǎn)品——電力調(diào)制解調(diào)器及多個相關(guān)產(chǎn)品，其傳輸速率達到10M。同時國電通信中心采用國內(nèi)外電力線通信(PLC)組網(wǎng)設(shè)備，在北京某生活小區(qū)成功地進行了lnternet接入試驗，并獲得了較理想效果。隨著研究的深入，PLC也向更高速率發(fā)展。例如將速率提高到100Mb/s，甚至200 Mb/s。屆時，高速PLC將為寬帶接入通信作出更大貢獻。

電力線通信現(xiàn)狀

電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行而應(yīng)運而生的。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的三大支柱。它更是電網(wǎng)調(diào)度自動化、網(wǎng)絡(luò)運營市場化和管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)；是確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的重要手段；是電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。由于電力通信網(wǎng)對通信的可靠性、保護控制信息傳送的快速性和準確性具有及嚴格的要求，并且電力部門擁有發(fā)展通信的特殊資源優(yōu)勢，因此，世界上大多數(shù)國家的電力公司都以自建為主的方式建立了電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng)。