宽带载波电力线通信技术

PLC（PowerLineCommunication），是一种通过电线进行数据传输的通信技术。宽带电力线通信BPL (Broadband over PowerLine)，是指带宽限定在2～30MHz之间、通信速率通常在1Mbps以上的电力线载波通信。宽带电力线通信技术和窄带电力线通信技术均是是利用现有电网作为信号的传递介质，使电网在传输电力的同时可以进行数据通讯。

    采用扩频通信(SSC)技术的PLC通常称为窄带PLC。但在用电设备类型日益丰富，电路中开关电源和无功补偿装置等电容性负载日益增多的环境下，信号吸收和突发干扰大大降低了窄带载波通信系统的适应性和可靠性。为克服电力线通信线路噪声显著且信号衰减严重问题，满足日益增长的信息传输要求，宽带载波技术采用了扩频、OFDM(正交频分复用)等调制技术，不但使频带利用率进一步提高，而且还能消除子信道之间的干扰，从而实现数据的高速可靠通信。

1、相比窄带载波SSC技术，宽带载波OFDM技术具有以下的优点：

（1）抗衰减能力强。OFDM通过多个子载波传输用户信息，对脉冲噪声 (ImpulseNoise)和信道快衰落的抵抗力很强。同时，通过子载波的联合编码，OFDM实现了子信道间的频率分集作用，也增强了对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力。

（2）频率利用率高。OFDM允许重叠的正交子载波作为子信道，而不是传统上利用保护频带分离子信道的方式，因此提高了频率利用效率。

（3）适合高速数据传输。OFDM的自适应调制机制，使不同的子载波可以根据信道情况和噪音背景的情况选择不同的调制方式。当信道条件好的时候，子载波采用效率高的调制方式。当信道条件差的时候，子载波采用抗干扰能力强的调制方式。而且，OFDM加载算法技术，使系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上，以高速率的方式进行传送。

（4）抗码间干扰(ISI)能力强。码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰，它与加性的噪声干扰不同，是一种乘性的干扰。造成码间干扰的原因有很多。实际上，只要传输信道的频带是有限的，就会造成一定的码间干扰。由于OFDM采用了循环前缀，因此，对抗码间干扰的能力很强。

宽带载波在技术应用上的优缺点；

1、OFDM技术优点：

• 有效克服码间干扰，抗干扰能力强

• 频带利用率高

• 系统的均衡简单

2、电力线宽带载波通信方式优势：

(1)宽带载波基于已经过广泛验证的 TCP/IP 网络技术，具有完善的链路层和网络层数据保护与验证，远非各种轻量级的结点组织和中继算法可比。

(2)宽带载波通信速率高，可以在极短的时间内完成数据传输，可大大降低遭受突发干扰的影响，即使一次通信失败，也可迅速进行重发，确保数据可靠。

(3)宽带载波芯片大都基于高性能 32 位核心和DSP 技术制造，在技术等级和性能上都具有优势。

(4)除了应用层的数据加密，宽带载波在链路层支持 DES、3DES、AES 等高强度加密算法，数据通信安全性高。

(5)即使是在窄带载波较有优势的通信距离上，宽带载波通过 OFDM 等高性能调制方式，以及完善的中继组网机制，完全可以满足当前大部分台区的应用需求。

(6)宽带载波通信性能高、速率快、扩展能力强，可加载多种网络应用，但其成本相对于窄带载波并未增加多少，因此具有性价比优势。

3、宽带载波对比窄带载波优点：

    窄带和宽带电力线载波方式，在应用实施方式上有很多类似的地方，如借助电力线网络实现通信节点间免布线或少布线，但在通信机制、通信协议、载波和调制方式等方面具有巨大的差别。

(1)高速数据传输，宽带载波通信速率高达2Mbps远高于窄带载波的几十K或几百Kbps。

(2)实现远程控制通断电功能，窄带由于中心频率较低难以实现实时抄通。宽带避免了断电之后难以送电现象，实现实时抄表通断电功能。

(3)宽带载波中心频率为2-12MHz，远高于窄带东软（270KHz）、晓程（120KHz）窄带频率。正由于中心频率的增加，从而增加应用层的存储空间，从而达到同时向电力线并发多个载波数据帧的效果。宽带载波可以在同一时间内下发5-10条抄表命令，每块表应答时间为200-500毫秒。窄带载波每抄一块表及应答时间约为10-15秒。

（4）多个数据量的抄读，正由于宽带载波抄读数据快（300块表、一个量<1min），窄带载波（300块表、一个量约3-4个小时，线路好的情况下）。宽带载波可用剩余时间抄收其它电表数据量，从而解决如偷窃电等客观问题。

（5）宽带载波通信速率高，可以在极端的时间内完成数据传输，可大大降低遭受突发干扰的影响，即使一次通信失败，也可迅速进行重发，确保数据可靠，现场抄表率大幅提高。

4、宽带载波对比塑料光纤的优缺点：

    宽带电力线载波对比塑料光纤通信方式，同样具有传输带宽高，传输速率快等特点。但在通信机制、一次性抄表成功率、抗干扰能力、施工安装布线等有着巨大的差异：

通信技术优劣势对比

从上表的对比中我们可以得出，宽带载波在传输距离方面有着巨大的优势，也因无需施工布线的特性使得现场安装更加容易，且初期投资成本相对比较低。同时宽带载波在通信速率和抗干扰能力方面得到了很大的提升。

因为塑料光纤通信技术传输速率高、抗干扰能力强、安全可靠性高等特性，从而保证了较高一次抄表成功率。