電力線(xiàn)載波通信xin.ppt

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第三章電力線(xiàn)載波通信,概述電力線(xiàn)載波通信系統(tǒng)數(shù)字電力線(xiàn)載波機(jī)電力線(xiàn)載波通信新技術(shù),第一節(jié)概述,電力線(xiàn)載波通信(也稱(chēng)PLC-PowerLineCarrier)是利用高壓輸電線(xiàn)作為傳輸通路的載波通信方式，用于電力系統(tǒng)的調(diào)度通信、遠(yuǎn)動(dòng)、保護(hù)、生產(chǎn)指揮、行政業(yè)務(wù)通信及各種信息傳輸。電力線(xiàn)路是為輸送50Hz強(qiáng)電設(shè)計(jì)的，線(xiàn)路衰減小，機(jī)械強(qiáng)度高，傳輸可靠，電力線(xiàn)載波通信復(fù)用電力線(xiàn)路進(jìn)行通信不需要通信線(xiàn)路建設(shè)的基建投資和日常維護(hù)費(fèi)用，在電力系統(tǒng)中占有重要地位。電力線(xiàn)載波通信是電力系統(tǒng)特有的通信方式。,一、電力線(xiàn)載波通信的特點(diǎn),1.獨(dú)特的耦合設(shè)備電力線(xiàn)路上有工頻大電流通過(guò)，載波通信設(shè)備必須通過(guò)高效、安全的耦合設(shè)備才能與電力線(xiàn)路相連。這些耦合設(shè)備既要使載波信號(hào)有效傳送，又要不影響工頻電流的傳輸，還要能方便地分離載波信號(hào)與工頻電流。此外，耦合設(shè)備還必須防止工頻電壓、大電流對(duì)載波通信設(shè)備的損壞，確保安全。,一、電力線(xiàn)載波通信的特點(diǎn)（續(xù)）,2.線(xiàn)路頻譜安排的特殊性電力線(xiàn)載波通信能使用的頻譜由三個(gè)因素決定：（1）電力線(xiàn)路本身的高頻特性。（2）避免50Hz工頻的干擾。（3）考慮載波信號(hào)的輻射對(duì)無(wú)線(xiàn)電廣播及無(wú)線(xiàn)通信的影響。我國(guó)統(tǒng)一規(guī)定電力線(xiàn)載波通信使用的頻率范圍為40—500KHz。,一、電力線(xiàn)載波通信的特點(diǎn)（續(xù)）,3.以單路載波為主電力系統(tǒng)從調(diào)度通信的需要出發(fā)，往往要依靠發(fā)電廠、變電所同母線(xiàn)上不同走向的電力線(xiàn)開(kāi)設(shè)載波來(lái)組織各方向的通信。由于能使用頻譜的限制、通信方向的分散以及組網(wǎng)靈活性的考慮，電力線(xiàn)通信大量采用單路載波設(shè)備。,一、電力線(xiàn)載波通信的特點(diǎn)（續(xù)）,4.線(xiàn)路存在強(qiáng)大的電磁干擾由于電力線(xiàn)路上存在強(qiáng)大的電暈等干擾噪聲，要求電力線(xiàn)載波設(shè)備具有較高的發(fā)信功率，以獲得必需的輸出信噪比。另外，由于50Hz諧波的強(qiáng)烈干擾，使得0.3-3.4KHz的話(huà)音信號(hào)不能直接在電力線(xiàn)上傳輸，只能將信號(hào)頻譜搬移到40KHz以上，進(jìn)行載波通信。,二、我國(guó)電力線(xiàn)載波通信的現(xiàn)狀,在以數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信為主干線(xiàn)的覆蓋全國(guó)的電力通信網(wǎng)絡(luò)已初步形成、多種通信手段竟相發(fā)展的今天，電力線(xiàn)載波通信仍然是地區(qū)網(wǎng)、省網(wǎng)乃至網(wǎng)局網(wǎng)的通信手段之一，仍是電力系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)域最廣泛的通信方式，仍是電力通信網(wǎng)重要的基本通信手段；從理論研究，到運(yùn)行實(shí)踐，都取得了可喜的成效。,二、我國(guó)電力線(xiàn)載波通信的現(xiàn)狀（續(xù)）,(1)電力線(xiàn)載波無(wú)論是在所具有的規(guī)模范圍、裝機(jī)數(shù)量還是在從事人員數(shù)量上，都是空前的。(2)電力線(xiàn)載波通信綜合業(yè)務(wù)能力有了很大的發(fā)展。(3)載波技術(shù)裝備水平有了很大提高。(4)理論研究成果卓著。,第二節(jié)電力線(xiàn)載波通信系統(tǒng),一、電力線(xiàn)載波通信系統(tǒng)構(gòu)成電力線(xiàn)載波通信系統(tǒng)主要由電力線(xiàn)載波機(jī)、電力線(xiàn)路和耦合設(shè)備構(gòu)成，如圖3-1。其中耦合裝置包括線(xiàn)路阻波器GZ、耦合電容器C、結(jié)合濾波器JL（又稱(chēng)結(jié)合設(shè)備）和高頻電纜HFC，與電力線(xiàn)路一起組成電力線(xiàn)高頻通道。,圖3-1,各構(gòu)成部分的作用,電力載波機(jī)：是電力線(xiàn)載波通信系統(tǒng)的主要組成部分，主要實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)，即在發(fā)端將音頻搬移到高頻段電力線(xiàn)載波通信頻率，完成頻率搬移，載波機(jī)性能好壞直接影響電力線(xiàn)載波通信系統(tǒng)的質(zhì)量。耦合電容C和結(jié)合濾波器JL組成一個(gè)帶通濾波器，其作用是通過(guò)高頻載波信號(hào)，并阻止電力線(xiàn)上的工頻高壓和工頻電流進(jìn)入載波設(shè)備，確保人身、設(shè)備安全。,各構(gòu)成部分的作用（續(xù)）,線(xiàn)路阻波器GZ串接在電力線(xiàn)路和母線(xiàn)之間，是對(duì)電力系統(tǒng)一次設(shè)備的“加工”，故又稱(chēng)“加工設(shè)備”，加工設(shè)備的作用是通過(guò)電力電流、阻止高頻載波信號(hào)漏到變壓器和電力線(xiàn)分支線(xiàn)路等電力設(shè)備，以減小變電站和分支線(xiàn)路對(duì)高頻信號(hào)的介入損耗及同一母線(xiàn)不同電力線(xiàn)路上高頻通道。結(jié)合設(shè)備連接載波機(jī)與輸電線(xiàn)，它包括高頻電纜，作用是提供高頻信號(hào)通路。輸電線(xiàn)既傳輸電能又傳輸高頻信號(hào)。,1、電力線(xiàn)載波通信系統(tǒng)的構(gòu)成,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,高壓線(xiàn),變電站B,變電站A,,高壓電力線(xiàn)、阻波器、耦合電容器、結(jié)合濾波器、載波機(jī)和高頻電纜組成,耦合設(shè)備,載波機(jī)發(fā)送功率較大（1-100W）為集中利用發(fā)送功率，一般使用單路載波機(jī)具備有較好的自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)，接收信號(hào)電平變化在30dB變化范圍內(nèi)時(shí)，音頻信號(hào)輸出電平變化＜1dB主要傳輸調(diào)度電話(huà)、自動(dòng)化信息、電力線(xiàn)路保護(hù)信號(hào),2、電力載波機(jī),ZDD-2000D4,ETL500系列,載波機(jī)典型應(yīng)用圖解,電力載波機(jī)方框圖,3、電力載波通道設(shè)備介紹,耦合電容器連接在結(jié)合設(shè)備和電力線(xiàn)之間，具有承受高電壓的性能CC-耦合電容器專(zhuān)用于電力線(xiàn)載波通信。,用于繼電保護(hù)的二次測(cè)量回路和電力線(xiàn)載通信的信號(hào)耦合回路,CVT-電容分壓器,結(jié)合濾波器與耦合電容器一起組成結(jié)合設(shè)備，在電力線(xiàn)和高頻電纜之間傳輸載波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路側(cè)和載波側(cè)的阻抗匹配,結(jié)合濾波器,結(jié)合濾波器樣例：MCD80,結(jié)合濾波器原理圖,設(shè)計(jì)耦合系統(tǒng)采用的線(xiàn)路阻抗值一般是：?jiǎn)胃鶎?dǎo)線(xiàn)：相地耦合為400Ω。相相耦合為600Ω；分裂導(dǎo)線(xiàn)：相地耦合為300Ω，相相耦合為500Ω。電纜側(cè)（載波側(cè)）一般為75Ω。,線(xiàn)路阻波器,線(xiàn)路阻波器串接在電力線(xiàn)路和變電站母線(xiàn)之間，阻塞高頻信號(hào)，減少變電站一次設(shè)備對(duì)高頻信號(hào)的分流。由強(qiáng)流線(xiàn)圈、調(diào)諧元件和保護(hù)元件組成，強(qiáng)流線(xiàn)圈通過(guò)全部線(xiàn)路電流，電感值為0.2～2mH，分流損失不應(yīng)超過(guò)2.6dB。,阻塞阻抗：電阻分量,線(xiàn)路阻波器,高頻電纜,接在結(jié)合設(shè)備的次級(jí)端子和載波機(jī)之間，由內(nèi)、外導(dǎo)體組成，兩個(gè)導(dǎo)體同軸布置，傳輸信號(hào)完全限制在外導(dǎo)體內(nèi)，外導(dǎo)體接地作為屏蔽層傳輸線(xiàn)，從而保證其屏蔽性能好、傳輸損耗低小、抗干擾性強(qiáng)、使用頻帶寬。,單元護(hù)套外導(dǎo)體外絕緣內(nèi)絕緣內(nèi)導(dǎo)體,分類(lèi)代號(hào)：S－同軸射頻絕緣介質(zhì)材料：Y－聚乙烯護(hù)套材料代號(hào)：V－聚氯乙稀特性阻抗：75歐姆絕緣介質(zhì)芯線(xiàn)外徑整數(shù)值：以毫米為單位1、2、3、4、5......屏蔽層：一般屏蔽層有一層、兩層、三層及四層。,常用型號(hào)SYV－75－（7－2）,電話(huà)遠(yuǎn)動(dòng)遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)允許傳送和判別的時(shí)間很短，發(fā)送信號(hào)的次數(shù)極少(每年僅數(shù)次)，沒(méi)有預(yù)定的發(fā)送時(shí)間，而且要求保護(hù)裝置正確動(dòng)作的概率很高(安全性很高)和丟失命令的概很低(可依靠性很高),4、電力載波傳輸?shù)臉I(yè)務(wù),二、電力線(xiàn)載波機(jī)的體系結(jié)構(gòu),（一）電力線(xiàn)載波機(jī)的特點(diǎn)與技術(shù)要求(1)電力線(xiàn)高頻通道雜音大，線(xiàn)路直通距離長(zhǎng)，衰減大，為保證收信端有足夠的信噪比，要求電力線(xiàn)載波機(jī)的發(fā)信功率較大。(2)電力線(xiàn)載波機(jī)確保在電力線(xiàn)路故障或系統(tǒng)操作，造成高頻通道衰減突然增大很多時(shí)，仍能維持通暢。因此，要求電力線(xiàn)載波機(jī)要有較快調(diào)節(jié)速度和較大調(diào)節(jié)范圍的自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)(3)為便于靈活組織通信和頻率分配，并避免因發(fā)信功率太大引起制造困難，電力線(xiàn)載波機(jī)大多是單路機(jī)。(4)現(xiàn)代電力線(xiàn)載波機(jī)大多為多功能、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的載波通信設(shè)備，能適應(yīng)在110-500kV各種不同電壓等級(jí)的電力線(xiàn)上傳送電話(huà)與非電話(huà)業(yè)務(wù)的需要。(5)為了提高電力線(xiàn)高頻通道和載波設(shè)備的利用率，國(guó)產(chǎn)電力線(xiàn)載波機(jī)本身常帶有自動(dòng)交換系統(tǒng)，并可為重要用戶(hù)提供優(yōu)先權(quán)。,（二）調(diào)制方式,電力線(xiàn)載波機(jī)采用的調(diào)制方式主要有雙邊帶幅度調(diào)制、單邊帶幅度調(diào)制和頻率調(diào)制三種，其中單邊帶幅度調(diào)制方式應(yīng)用最為普遍，本節(jié)主要介紹這種調(diào)制方式。單邊帶幅度調(diào)制(SSB)也稱(chēng)單邊帶調(diào)幅，一般采用兩次調(diào)制及濾波的方法，將雙邊帶調(diào)幅產(chǎn)生的兩個(gè)邊帶除去一個(gè)，載頻也被抑制。它有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）接收頻帶減為一半，噪聲及干擾影響減小。（2）提高了電力線(xiàn)載波頻譜的利用率。（3）發(fā)送功率集中在一個(gè)邊帶中，利用率高。,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在出版物495號(hào)《單邊帶電力線(xiàn)載波機(jī)輸入輸出特性的推薦值》1）載波頻率范圍由國(guó)家電信主管部門(mén)批準(zhǔn)供電力線(xiàn)載波使用的全部頻帶，我國(guó)規(guī)定為40～500kHz。電力線(xiàn)載波傳輸頻率范圍的下限由耦合裝置的下限及其費(fèi)用確定。上限由電力線(xiàn)衰減以及無(wú)線(xiàn)電干擾確定。絕緣地線(xiàn)載波傳輸頻率范圍約為5～500kHz。2）基本載波頻帶在載波頻率范圍內(nèi)劃分的基本單元，供給一路單方向電力線(xiàn)載波通路傳輸?shù)念l帶寬度?；据d波頻帶的具體選擇，主要由不同國(guó)家所采用的實(shí)際分配方法確定，通常為4kHz，有的國(guó)家選用2.5kHz或3kHz。3）標(biāo)稱(chēng)載波頻帶一臺(tái)實(shí)際電力線(xiàn)載波機(jī)單方向載波通路所占用的頻帶寬度，它等于基本載波頻帶寬度或其整數(shù)倍。,4）話(huà)音有效傳輸頻帶指音頻頻帶中話(huà)音信號(hào)所占用的頻率范圍(不包括呼叫通路)。電力線(xiàn)載波常用的話(huà)音有效傳輸頻帶有兩種。一種話(huà)音頻帶是0.3～2.4kHz,通常應(yīng)用于在4kHz標(biāo)稱(chēng)載波頻帶內(nèi)復(fù)用話(huà)音及信號(hào)的情況。另一種話(huà)音頻帶是0.3～2.0kHz，可用于在4kHz或2.5kHz標(biāo)稱(chēng)載波頻帶內(nèi)復(fù)用話(huà)音及信號(hào)的情況，這時(shí)通話(huà)質(zhì)量會(huì)有所降低，但還能滿(mǎn)足實(shí)用要求。5）信號(hào)有效傳輸頻帶音頻頻帶中用以傳輸電力系統(tǒng)操作所需信號(hào)（包括數(shù)據(jù)傳輸、保護(hù)信號(hào)及其他信號(hào)）的頻率范圍，可以包括呼叫通路。6）標(biāo)稱(chēng)阻抗指設(shè)計(jì)輸入、輸出電路所選取的，以及在使用條件下所適用的阻抗值。在載波機(jī)外線(xiàn)側(cè)載波輸出端的標(biāo)稱(chēng)阻抗應(yīng)為75Ω(不平衡式)或150Ω(平衡式)，要求在標(biāo)稱(chēng)載波頻帶內(nèi)發(fā)送方向的回波衰減應(yīng)不小于10dB。在話(huà)音及信號(hào)輸入、輸出端，應(yīng)采用平衡式電路，標(biāo)稱(chēng)阻抗為600Ω，且有效傳輸頻帶內(nèi)的回波衰減應(yīng)不小于14dB。,7）亂真發(fā)射亂真發(fā)射指在標(biāo)稱(chēng)載波頻帶以外的一個(gè)或多個(gè)頻率處的功率發(fā)射，它的電平可以減低而不影響信息的傳輸。亂真發(fā)射包括諧波、寄生信號(hào)和交調(diào)產(chǎn)物。,帶陰影的倒漏斗線(xiàn)代表在標(biāo)稱(chēng)載波頻帶以外的各個(gè)頻率處所允許的亂真發(fā)射的最高電平值。BN表示標(biāo)稱(chēng)載波頻帶，B表示距離標(biāo)稱(chēng)載波頻帶的間隔?？v坐標(biāo)尺A1適用于標(biāo)稱(chēng)載波功率小于或等于40W的電力線(xiàn)載波機(jī)，它的坐標(biāo)刻度值代表實(shí)測(cè)亂真發(fā)射電平Lsp?？v坐標(biāo)尺A2適用于標(biāo)稱(chēng)載波功率大于40W的電力線(xiàn)載波機(jī)。A2縱坐標(biāo)尺的刻度值為相對(duì)電平值，它表示實(shí)測(cè)亂真發(fā)射電平Lsp，與電力線(xiàn)載波機(jī)標(biāo)稱(chēng)載波功率電平Ln之差。對(duì)于某一臺(tái)具體載波機(jī)，當(dāng)將其實(shí)測(cè)得到的亂真發(fā)射電平值(或其相對(duì)值)標(biāo)注在圖中時(shí)，若其值于倒漏斗線(xiàn)以下時(shí)則為合格，否則其亂真發(fā)射指標(biāo)不合格。例如，對(duì)于標(biāo)稱(chēng)載波功率大于40W的載波機(jī)，應(yīng)選用A2縱坐標(biāo)尺，并由此可確定在緊鄰頻率(OB)處所允許的最高亂真發(fā)射電平為-56dB，而在間隔1B處為-68dB，而在問(wèn)隔2B處為-80dB。,8）峰值包絡(luò)功率指在規(guī)定的工作條件下，在調(diào)制包絡(luò)最高峰值處載波一周期內(nèi)送到規(guī)定負(fù)載上的平均功率。9）標(biāo)稱(chēng)載波功率電力線(xiàn)載波機(jī)的標(biāo)稱(chēng)載波功率是指在滿(mǎn)足亂真發(fā)射要求，并在載波機(jī)輸出端終接以等于標(biāo)稱(chēng)阻抗值的電阻負(fù)載的情況下，設(shè)計(jì)該設(shè)備時(shí)所取的峰值包絡(luò)功率。,10）自動(dòng)增益控制當(dāng)接收載波信號(hào)電平在自動(dòng)增益控制調(diào)節(jié)范圍內(nèi)變化30dB時(shí)，話(huà)音及信號(hào)的音頻接收電平的變化應(yīng)小于1dB。11）機(jī)內(nèi)雜音在一對(duì)不用壓擴(kuò)器的電力線(xiàn)載波機(jī)的話(huà)音輸出端，測(cè)得的電話(huà)加權(quán)雜音電平應(yīng)不超過(guò)-60dBmOP以上。12）近端及遠(yuǎn)端串音在一對(duì)不用壓擴(kuò)器的電力線(xiàn)載波機(jī)中，由一個(gè)或幾個(gè)信號(hào)通路引起的近端及遠(yuǎn)端串音，不應(yīng)使話(huà)音通路的加權(quán)雜音功率增加到-60dBmOP以上。,（三）典型電力線(xiàn)載波機(jī)的組成,單邊帶電力線(xiàn)載波機(jī)由音頻匯接電路、發(fā)信支路、收信支路、自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、呼叫系統(tǒng)等部分組成。,典型電力線(xiàn)載波機(jī)的組成框圖,（1）音頻匯接電路,電力線(xiàn)載波機(jī)為實(shí)現(xiàn)電話(huà)通信，不僅要傳輸話(huà)音信號(hào)，同時(shí)還應(yīng)傳輸呼叫信號(hào)，尤其是為電力系統(tǒng)專(zhuān)用通信網(wǎng)服務(wù)的電力線(xiàn)載波機(jī)，除電話(huà)通信外，還同時(shí)要傳輸遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)和遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)。這些信號(hào)均在（0-4）kHz的音頻段中傳輸，通常話(huà)音信號(hào)采用0.3-2.0kHz或0.3-2.4kHz的窄帶傳輸，其2.4kHz或2.6kHz以上的音頻段用于傳輸遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)。呼叫信號(hào)插在其中，如2.220kHz30Hz，或插在二者之上3.660kHz30Hz。遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)一般采用與話(huà)音、遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)在時(shí)間上交替?zhèn)鬏數(shù)霓k法。所有這些信號(hào)均在音頻部分匯集后再送入發(fā)信支路，相應(yīng)地在收信支路要將其分離后分別輸出。電力線(xiàn)載波機(jī)的音頻匯接電路就是實(shí)現(xiàn)匯集/分離的接口電路。,（2）發(fā)信支路從用戶(hù)來(lái)的話(huà)音信號(hào)首先進(jìn)入自動(dòng)交換系統(tǒng)(亦稱(chēng)自動(dòng)盤(pán))。自動(dòng)盤(pán)的作用是提高載波通路利用率，并保證電力調(diào)度通信的迅速可靠完成振鈴呼叫、自動(dòng)交換接續(xù)任務(wù)。電話(huà)信號(hào)從自動(dòng)盤(pán)出來(lái)送至二/四線(xiàn)轉(zhuǎn)換盤(pán)的音頻二線(xiàn)端。一般稱(chēng)音頻二線(xiàn)端為載波通路的始端。通路始端電平為0dB/600Ω，通常定義為通路傳輸電平的參考點(diǎn)，或稱(chēng)為“零電平點(diǎn)”。在測(cè)試中，常用800Hz,OdBm/600Ω的單頻信號(hào)作為測(cè)試信號(hào)來(lái)代表始端話(huà)音信號(hào)電平。話(huà)音信號(hào)進(jìn)入二/四線(xiàn)轉(zhuǎn)換盤(pán)，盤(pán)中的混合線(xiàn)圈將二線(xiàn)轉(zhuǎn)換為四線(xiàn)，使收信支路與發(fā)信支路隔離，防止收后重發(fā)?；旌暇€(xiàn)圈左右兩側(cè)為二個(gè)3.5dB的衰減器，對(duì)混合線(xiàn)圈起到改善阻抗匹配的作用。下側(cè)為匹配變量器，將阻抗300Ω變換為600Ω。從混合網(wǎng)絡(luò)上側(cè)輸出，經(jīng)調(diào)節(jié)電平用的2dB衰減器，使信號(hào)在二/四轉(zhuǎn)換線(xiàn)盤(pán)“發(fā)送”塞孔處的電平達(dá)到-9dB/600。這里的幾對(duì)塞孔除了用來(lái)測(cè)量電平外，還可以用作音頻四線(xiàn)轉(zhuǎn)接。當(dāng)進(jìn)行自動(dòng)音頻轉(zhuǎn)接時(shí)，由自動(dòng)盤(pán)送來(lái)的信號(hào),控制K1繼電器動(dòng)作，其K1觸點(diǎn)將話(huà)音通路由二線(xiàn)制轉(zhuǎn)變?yōu)樗木€(xiàn)制。話(huà)音信號(hào)經(jīng)四線(xiàn)發(fā)塞孔(OdB/600Ω)送入。,在壓縮器輸出端與發(fā)送低通盤(pán)輸入端之間的連接線(xiàn)上，跨接有1.8kHz優(yōu)先強(qiáng)拆信號(hào)，如圖所示。,話(huà)音信號(hào)進(jìn)入壓縮器盤(pán)，盤(pán)內(nèi)壓縮器電路的作用是將話(huà)音動(dòng)態(tài)范圍按照2:1比例進(jìn)行壓縮，并提供了13dB的增益，以改善通路信雜比。當(dāng)中間轉(zhuǎn)接站載波機(jī)需要自動(dòng)音頻轉(zhuǎn)接時(shí)，由自動(dòng)盤(pán)送來(lái)的信號(hào)通過(guò)盤(pán)內(nèi)繼電器K將壓縮器退出，此時(shí)壓縮器盤(pán)變成了固定增益為13dB的放大器。壓縮后的話(huà)音信號(hào)，由限幅器抑制話(huà)音信號(hào)的瞬時(shí)過(guò)幅，防止發(fā)信支路線(xiàn)路放大器過(guò)載而產(chǎn)生非線(xiàn)性失真。本盤(pán)中入口處的衰減器可以通過(guò)調(diào)節(jié)其衰減量，保證本盤(pán)出口電平為-13dB/600Ω。,平時(shí)優(yōu)先強(qiáng)拆信號(hào)輸出線(xiàn)處于開(kāi)路狀態(tài)。當(dāng)優(yōu)先用戶(hù)摘機(jī)時(shí)，通過(guò)自動(dòng)交換系統(tǒng)優(yōu)先盤(pán)控制，接通1.8kHz優(yōu)先強(qiáng)拆信號(hào)至話(huà)音通路，從而強(qiáng)拆對(duì)方還在通話(huà)的普通用戶(hù)。發(fā)送低通盤(pán)中的低通濾波器用來(lái)選出2kHz以下的話(huà)音信號(hào)，阻止2kHz以上的話(huà)音信號(hào)，以免干擾遠(yuǎn)動(dòng)和頻移呼叫信號(hào)。呼叫信號(hào)由呼叫發(fā)送盤(pán)產(chǎn)生，呼叫頻率由自動(dòng)交換系統(tǒng)控制。當(dāng)用戶(hù)摘機(jī)時(shí)，發(fā)送2190Hz啟動(dòng)信號(hào)；用戶(hù)掛機(jī)時(shí)發(fā)送2250Hz復(fù)原信號(hào)；用戶(hù)撥號(hào)時(shí)發(fā)送2220士30Hz交替變換的移頻呼叫信號(hào)。話(huà)音、遠(yuǎn)動(dòng)和呼叫信號(hào)由中頻調(diào)輻盤(pán)入口處的有源低阻匯接網(wǎng)絡(luò)匯接后，再與要復(fù)用的遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)匯接在一起送至300Hz的高通濾波器，組成一個(gè)頻譜為0.3～3.7kHz的復(fù)合信號(hào)。復(fù)合信號(hào)經(jīng)中頻調(diào)制和中頻帶通濾波器取出上邊帶，得到12.3～15.7kHz的中頻信號(hào)。12kHz中頻振蕩器既提供中頻載頻，又提供導(dǎo)頻信號(hào)。12kHz的導(dǎo)頻信號(hào)在高頻調(diào)幅盤(pán)的輸入端與中頻信號(hào)匯接并加以放大，然后進(jìn)行高頻調(diào)制。調(diào)制輸出經(jīng)放大后送入高頻帶通盤(pán)，取出下邊帶作高頻信號(hào)。在電力線(xiàn)高頻通道40～500kHz的載波頻率范圍內(nèi)，規(guī)定每4kHz為一個(gè)基本載波頻帶，共有115個(gè)載波信道，因此總共需要115種高頻帶通濾波器。每一臺(tái)載波機(jī)根據(jù)其工作頻帶，選擇相應(yīng)通帶的高頻帶通濾波器。,高頻信號(hào)從高頻帶通輸出，送入線(xiàn)路放大器提高電平。最后通過(guò)方向發(fā)送濾波器，經(jīng)外線(xiàn)端輸出到高頻通道。（3）收信支路從高頻電纜送來(lái)的高頻信號(hào)經(jīng)外線(xiàn)側(cè)塞孔首先進(jìn)入方向接收盤(pán)。該盤(pán)中裝有訪(fǎng)問(wèn)接收濾波器，其作用是選擇接收對(duì)方送來(lái)的有用信號(hào)，抑制并機(jī)和本機(jī)發(fā)送功率對(duì)收信支路的干擾.輔助提高收信支路的選擇性。該盤(pán)中的兩個(gè)可變衰減器主要用來(lái)調(diào)整收信支路的接收電平，使收信支路各部件的標(biāo)稱(chēng)工作電平不隨高頻通道長(zhǎng)短不同而變化。經(jīng)電平調(diào)整后的高頻信號(hào)進(jìn)入高頻帶通盤(pán)，高頻帶通濾波器進(jìn)一步抑制收信頻帶4kHz之外的高頻干擾，從而保證收信支路的高頻選擇性。但對(duì)頻率間隔在4kHz(1B)以?xún)?nèi)的緊鄰頻帶干擾則不能有效抑制。,（高頻信號(hào)在高頻反調(diào)盤(pán)中實(shí)現(xiàn)解調(diào)，經(jīng)輔助帶通濾波器濾除解調(diào)后的無(wú)用產(chǎn)物和載漏，輸出12.3～15.7kHz的中頻信號(hào)。輔助帶通濾波器還與后面的中頻帶通濾波器配合，提高對(duì)緊鄰干擾的抑制作用，改善收信支路對(duì)緊鄰干擾的選擇性。解調(diào)后的中頻信號(hào)送入導(dǎo)頻調(diào)節(jié)盤(pán)。通過(guò)自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用，放大、整流，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，控制調(diào)節(jié)放大器的增益，使導(dǎo)頻調(diào)節(jié)盤(pán)輸出一個(gè)電平恒定的中頻信號(hào)。電平恒定的中頻信號(hào)進(jìn)入中頻帶通盤(pán)。該盤(pán)的中頻帶通濾波器具有很好的中頻選擇性，對(duì)高頻緊鄰干擾有足夠的抑制，從而保證了收信支路的選擇性指標(biāo)。中頻信號(hào)進(jìn)入中頻反調(diào)盤(pán)，經(jīng)過(guò)解調(diào)，從3.7kHz低通濾波器輸出端得到0.3～3.7kHz的音頻復(fù)合信號(hào)。中頻解調(diào)用的載頻有兩個(gè)來(lái)源，在正常工作時(shí)，把對(duì)方送來(lái)的12kHz導(dǎo)頻信號(hào)提取出來(lái)，作為中頻解調(diào)載頻，并由此取得接收信號(hào)的“最終同步”。在進(jìn)行單機(jī)測(cè)量和調(diào)整時(shí)，則由本機(jī)中頻振蕩器供給。中頻解調(diào)器下面的限幅器用于穩(wěn)定中頻解調(diào)載頻的幅值.以防止載頻電平突升時(shí)損壞解調(diào)器元件。,中頻反調(diào)盤(pán)輸出的0.3～3.7kHz的音頻信號(hào)進(jìn)入低頻放大盤(pán)。該盤(pán)一方面給音頻信號(hào)提供增益，另一方面還能提供均衡頻率特性，以補(bǔ)償載波機(jī)多次音頻轉(zhuǎn)接時(shí)頻率特性的累積。低頻放大器輸出端采用有源低阻匯接電路，把0.3～3.7kHz的音頻復(fù)合信號(hào)差分到呼叫、遠(yuǎn)動(dòng)話(huà)音信號(hào)通路和遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)輸出通路。接收低通盤(pán)內(nèi)的低通濾波器，選出2kHz以下的話(huà)音信號(hào)，再由可變衰減器調(diào)節(jié)電平，保證擴(kuò)張器內(nèi)的入口電平為-17.4dB/600Ω。擴(kuò)張器按1:2關(guān)系恢復(fù)話(huà)音信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。在自動(dòng)音頻轉(zhuǎn)接時(shí)，同壓縮器一樣，擴(kuò)張器也受繼電器控制而退出，此時(shí)擴(kuò)張器變成了固定增益為21.4dB的放大器。擴(kuò)張器輸出有兩路，一路通往二/四線(xiàn)轉(zhuǎn)換盤(pán)收信支路，另一路通往1.8kHz強(qiáng)拆信號(hào)接收盤(pán)。1.8kHz接收盤(pán)高阻跨接在收信支路上，隨時(shí)準(zhǔn)備接收對(duì)方優(yōu)先用戶(hù)摘機(jī)時(shí)發(fā)來(lái)的強(qiáng)拆信號(hào)。,話(huà)音信號(hào)進(jìn)入二/四線(xiàn)轉(zhuǎn)換盤(pán)收信支路。收信支路中的K2繼電器觸點(diǎn)為接收閉塞觸點(diǎn)，它受自動(dòng)盤(pán)控制。在本地用戶(hù)摘機(jī)時(shí)，K2繼電器動(dòng)作，其觸點(diǎn)閉合，打開(kāi)收信支路閉塞。話(huà)音經(jīng)過(guò)K2接點(diǎn)，衰減器、混合線(xiàn)圈由音頻二線(xiàn)端送往自動(dòng)盤(pán)。進(jìn)行四線(xiàn)轉(zhuǎn)接時(shí)，話(huà)音信號(hào)由K1繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)經(jīng)0～13dB衰減器，從“四線(xiàn)收”輸出。調(diào)整此衰減器的衰減值，可調(diào)整輸出接口電平，以與不同的通信設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)接。由低頻放大盤(pán)輸出的呼叫信號(hào)進(jìn)入呼叫接收盤(pán)。該盤(pán)將對(duì)方送來(lái)的移頻呼叫信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流撥號(hào)脈沖，送至自動(dòng)盤(pán)完成對(duì)被叫方用戶(hù)的選擇與振鈴呼叫任務(wù)。由低頻放大盤(pán)輸出的遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)則進(jìn)入遠(yuǎn)動(dòng)高通盤(pán)，并經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)接收盤(pán)放大輸出。,（4）自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng),電力線(xiàn)載波所用的高頻通道的傳輸特性非常不穩(wěn)定，它的線(xiàn)路衰減隨氣候條件、電力設(shè)備的操作和線(xiàn)路故障有很大變化。為保證通信質(zhì)量，在收信端設(shè)有自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于補(bǔ)償高頻通道在運(yùn)行過(guò)程中的衰減變化，保證收信端傳輸電平的穩(wěn)定。自動(dòng)電平調(diào)節(jié)的過(guò)程是，在發(fā)送端發(fā)送一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)（為了簡(jiǎn)單，采用中頻載波作為導(dǎo)頻信號(hào)）。在對(duì)方收信支路，用窄帶濾波器濾出導(dǎo)頻信號(hào)，經(jīng)放大、整流后作為控制信號(hào)，控制收信支路中可調(diào)放大器的增益或可調(diào)衰減器的衰減，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。,（5）呼叫系統(tǒng)、自動(dòng)交換系統(tǒng),電力線(xiàn)載波機(jī)在傳輸語(yǔ)音信號(hào)之前，首先應(yīng)呼出對(duì)方用戶(hù)。因此在發(fā)信支路中要發(fā)送一個(gè)稱(chēng)為呼叫信號(hào)的音頻。在對(duì)方收信支路中接入呼叫接收電路（即收鈴器）這樣才能溝通雙方用戶(hù)。電力線(xiàn)載波機(jī)采用自動(dòng)呼叫方式，通常機(jī)內(nèi)附設(shè)有自動(dòng)交換系統(tǒng)（國(guó)產(chǎn)載波機(jī)一般設(shè)四門(mén)用戶(hù)交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)自動(dòng)撥號(hào)選叫所需用戶(hù)，但幾個(gè)用戶(hù)分時(shí)占用同一條載波通路。進(jìn)口載波機(jī)一般不設(shè)交換系統(tǒng)，而是連接小交換機(jī)），以提高通路的利用率和實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)功能。如在電力線(xiàn)載波機(jī)圖中，主叫用戶(hù)Ⅰ摘機(jī)、撥號(hào)，呼叫對(duì)方用戶(hù)Ⅱ，則本側(cè)自動(dòng)交換系統(tǒng)控制呼叫系統(tǒng)，發(fā)出相應(yīng)的音頻脈沖。對(duì)方收信支路的收鈴器選出呼叫信號(hào)，取出音頻脈沖，去控制其自動(dòng)交換系統(tǒng)工作，選中用戶(hù)Ⅱ并對(duì)其振鈴，溝通雙方用戶(hù)，實(shí)現(xiàn)通話(huà)。,電力線(xiàn)載波機(jī)結(jié)構(gòu)上有以下幾個(gè)特點(diǎn):,為實(shí)現(xiàn)話(huà)音信號(hào)的頻率搬移、發(fā)送和接收，以及為二次復(fù)用信號(hào)（遠(yuǎn)動(dòng)、保護(hù)等)提供公共傳輸通道，電力線(xiàn)載波機(jī)設(shè)有話(huà)音信號(hào)傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括發(fā)信和收信支路，由載波機(jī)中話(huà)音信號(hào)所要經(jīng)過(guò)的全部分盤(pán)電路組成。除傳輸電話(huà)信號(hào)外，電力線(xiàn)載波機(jī)還常傳輸遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)、數(shù)據(jù)等多種信息。因此，從結(jié)構(gòu)上還設(shè)有遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)復(fù)用系統(tǒng)和保護(hù)信號(hào)復(fù)用接口。運(yùn)動(dòng)信號(hào)復(fù)用系統(tǒng)由遠(yuǎn)動(dòng)發(fā)送支路和遠(yuǎn)動(dòng)接收支路組成。其主要作用是一方面把遠(yuǎn)動(dòng)裝置送來(lái)的音頻遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)電平調(diào)整到載波機(jī)規(guī)定的標(biāo)稱(chēng)值，并匯接到載波機(jī)的發(fā)信支路；另一方面則是將遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)從載波機(jī)收信支路中提取出來(lái)，并按規(guī)定電平發(fā)送給遠(yuǎn)動(dòng)裝置。除此之外，該系統(tǒng)還應(yīng)防止遠(yuǎn)動(dòng)裝置與載波機(jī)之間相互影響。,保護(hù)信號(hào)復(fù)用接口是用來(lái)復(fù)用、高頻保護(hù)信號(hào)的。它主要由輸入接口和輸出接口組成。同時(shí)在電力線(xiàn)載波機(jī)中往往還需采取某些技術(shù)措施，以提高復(fù)用保護(hù)信號(hào)的可靠性。為補(bǔ)償電力線(xiàn)高頻通道傳輸特性的變化，保證通信質(zhì)量，電力線(xiàn)載波機(jī)設(shè)置了自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)(也稱(chēng)導(dǎo)頻調(diào)節(jié)系統(tǒng))。自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由導(dǎo)頻窄帶濾波器、導(dǎo)頻接收器、導(dǎo)頻控制和導(dǎo)頻調(diào)節(jié)電路組成。單邊帶電力線(xiàn)載波機(jī)的變頻方案大都采用兩級(jí)變頻，因此，調(diào)制系統(tǒng)的構(gòu)成比較簡(jiǎn)單。從雙向的通信方式來(lái)看，電力線(xiàn)載波機(jī)屬于雙頻帶二線(xiàn)制的通信方式。國(guó)產(chǎn)電力線(xiàn)載波機(jī)通常有自動(dòng)交換系統(tǒng)，它是為了提高載波通路利用率，保證電力調(diào)度通信的迅速可靠，完成自動(dòng)交換接續(xù)而設(shè)置的。國(guó)外電力線(xiàn)載波機(jī)通常不帶自動(dòng)盤(pán)，而采用專(zhuān)用程控交換機(jī)，以組成靈活可靠的通信網(wǎng)。,另外，為保證電力調(diào)度通信的優(yōu)先權(quán)，載波機(jī)還設(shè)有強(qiáng)拆信號(hào)系統(tǒng)。當(dāng)自動(dòng)盤(pán)的普通用戶(hù)正占用載波通道而調(diào)度員(即優(yōu)先用戶(hù))要求通話(huà)時(shí)，優(yōu)先用戶(hù)首先強(qiáng)拆本方普通用戶(hù)，并送出直流強(qiáng)拆信號(hào)到載波機(jī)強(qiáng)拆信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)送支路，后者將自動(dòng)盤(pán)送來(lái)的直流強(qiáng)拆控制信號(hào)變換成音頻強(qiáng)拆信號(hào)，并送到載波機(jī)發(fā)信支路。強(qiáng)拆系統(tǒng)的接收支路則隨時(shí)準(zhǔn)備接收對(duì)方(優(yōu)先方)送來(lái)的音頻強(qiáng)拆信號(hào)，并將其變換成直流強(qiáng)拆控制信號(hào)。送往自動(dòng)盤(pán)完成對(duì)非優(yōu)先方普通用戶(hù)的強(qiáng)拆。除此之外，電力線(xiàn)載波機(jī)還設(shè)有同郵電載波機(jī)功能相同的呼叫信號(hào)系統(tǒng)(或稱(chēng)振鈴系統(tǒng))、電源供給系統(tǒng)和告警系統(tǒng)等。,電力線(xiàn)高頻通道耦合方式電力線(xiàn)高頻通道的衰耗電力線(xiàn)高頻通道衰耗計(jì)算電力線(xiàn)高頻通道衰耗測(cè)試,三、電力線(xiàn)高頻通道,1、電力線(xiàn)高頻通道的耦合方式,相一地耦合將載波機(jī)連接在一根相導(dǎo)線(xiàn)和大地之間，其特點(diǎn)是只需一個(gè)耦合電容器和一個(gè)阻波器,相一相耦合,將載波機(jī)連接在兩根根相導(dǎo)線(xiàn)和大地之間，需要兩個(gè)耦合電容器和兩個(gè)阻波器,相一地耦合比較經(jīng)濟(jì)，但引人的衰耗比相-相耦合大，在線(xiàn)路發(fā)生線(xiàn)路故障時(shí)高頻衰減增加很多相一相耦合高頻衰減小，單相故障時(shí)，還可按相-地方式通信，可靠性高由于80%的線(xiàn)路故障是單相故障這種耦合方式在實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義,相—地耦合與相一相耦合比較,相一地耦合在線(xiàn)路發(fā)生單相線(xiàn)路故障時(shí)，傳輸通道高頻衰減增加很多，極端情況下高頻通道中斷,相一相耦合在線(xiàn)路發(fā)生單相線(xiàn)路故障時(shí)（如圖中A相），故障相線(xiàn)中斷，但另一回相線(xiàn)（如圖中B相）正常，可傳輸高頻信號(hào)，相一相耦合方式變成相一地耦合方式傳輸高頻信號(hào),單相故障時(shí)相-地和相-相方式比較,電力線(xiàn)載波通道的衰減包括線(xiàn)路衰減、耦合損失和橋路損失三部分線(xiàn)路衰減耦合損失橋路損失,2、電力線(xiàn)高頻通道的衰耗,3、電力線(xiàn)高頻通道衰耗計(jì)算,對(duì)稱(chēng)分量法信號(hào)以相間波和地行波的形式傳輸,,,,,,,,,ABC,相間波傳輸,ABC,,,,地行波傳輸,,,,,,ABC,相間波傳輸,,,,,,,,工程計(jì)算法1A總=A+7.0N1+3.5N2+0.9N3+Ac+At(dB)式中：N1高頻橋路數(shù)量N2中間載波機(jī)和無(wú)阻波器分支線(xiàn)數(shù)量N3兩端并聯(lián)載波機(jī)數(shù)量Ac高頻電纜的衰減At終端衰耗，取5.7dBA線(xiàn)路衰耗,式中k——與線(xiàn)路電壓有關(guān)的衰減系數(shù)l——線(xiàn)路長(zhǎng)度kmf——工作頻率kHz,系數(shù)k與線(xiàn)路電壓的關(guān)系,線(xiàn)路衰耗A,,,,,,,,,,ABC,模1傳輸（最低衰耗模式）,ABC,,,,模0傳輸（最大衰耗模式）,,,,,,ABC,模2傳輸,模式分析,自然模式的數(shù)目等于傳輸導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)目，單回三相線(xiàn)路有3個(gè)模式,,,,,,,,,工程計(jì)算法2(模式計(jì)算）A=α1l+2Ac+Aadd式中：A--線(xiàn)路衰減,dBα1--最低損失模式的衰減系數(shù)dB/kml--線(xiàn)路長(zhǎng)度kmAc--模式轉(zhuǎn)換損失即全部模式的總輸入功率電平與最低衰減模式以外的其他模式的輸入功率電平的差值dB。Aadd--由于耦合電路換位等不連續(xù)性引起的附加損失dB,最低損失模式（1）衰減系數(shù)a1的近似式為：,式中：f--頻率，kHzdc--相導(dǎo)線(xiàn)的直徑mmn--分裂導(dǎo)線(xiàn)束的分導(dǎo)體數(shù),線(xiàn)路結(jié)冰時(shí)，通道的傳輸衰減可增加到不能允許的程度，設(shè)計(jì)人員必須考慮線(xiàn)路結(jié)冰時(shí)，衰減的增加與以下因素有關(guān)：a.電力線(xiàn)的排列；b.導(dǎo)線(xiàn)冰層的厚度；c.環(huán)境溫度；d.載波頻率。,不良天氣情況下的線(xiàn)路衰減,導(dǎo)線(xiàn)冰層厚度為0.5mm時(shí)，對(duì)于300kHz以上頻率，衰減系數(shù)增加到1.5～2.0倍。頻率愈高，衰減愈大。結(jié)冰極端情況下，受影響線(xiàn)段的衰減系數(shù)可增加到好天氣的6倍以上。分裂導(dǎo)線(xiàn)增加的倍數(shù)較少。因此對(duì)于會(huì)結(jié)冰的線(xiàn)路，建議選用較低頻率。雨、霧增加不了多少衰減，一般可以不計(jì)。有時(shí)，在工廠區(qū)或海邊，下一次雨可能將電力線(xiàn)絕緣子表面沖洗干凈，衰減反會(huì)減少。,發(fā)信側(cè)振蕩器用0Ω（或最小阻抗）不平衡輸出，收信側(cè)選頻表在75Ω電阻上用高阻跨測(cè),4、電力線(xiàn)高頻通道衰耗測(cè)試,A=P0-P1-6(dBu),四、電力線(xiàn)載波通信方式與轉(zhuǎn)接方式,（一）電力線(xiàn)載波通信方式電力線(xiàn)載波通信的方式主要由電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、調(diào)度關(guān)系和話(huà)務(wù)量多少等因素決定，一般有定頻通信方式、中央通信方式、變頻通信方式三種。目前我國(guó)主要采用定頻通信方式和中央通信方式兩種。,1．定頻通信方式,定頻通信方式如圖3-7所示，這種方式應(yīng)用最普遍。一對(duì)一的定頻通信方式又是定點(diǎn)通信，傳輸穩(wěn)定，電路工作比較可靠。,圖3-7,2．中央通信方式,為實(shí)現(xiàn)圖3-7中A站與B、C兩站通話(huà)需要，也可采用中央通信方式(見(jiàn)圖3-8)。采用這種方式，在A、B、C三站或更多站間通信可只使用一對(duì)頻率，節(jié)約了載波頻譜也節(jié)約了設(shè)備數(shù)量。但這種方式只限A站與B、C兩站或更多外圍站分別通話(huà)。各外圍站之間不能通話(huà)。因此，這種方式只宜在通話(huà)量少的簡(jiǎn)單通信網(wǎng)中使用，如集中控制站對(duì)無(wú)人值守變電所的通信。,圖3-8,3.變頻通信方式,為克服中央通信方式的不足，使各站間都能通話(huà)，仍只使用一對(duì)頻率，可以采用變頻通信方式(圖3-9)。平時(shí)A、B、C三機(jī)不發(fā)信號(hào)，發(fā)送頻率都為f2，接收頻率為f1。任一站拿起話(huà)機(jī)要通話(huà)時(shí)，該機(jī)就發(fā)信號(hào)并將發(fā)送頻率改為f1，接收頻率改為f2，其他站頻率仍不改變，在被叫站被選擇呼通后，拿起話(huà)機(jī)與主叫站通話(huà)。,圖3-9,（二）電力線(xiàn)載波通信的轉(zhuǎn)接方式,電力線(xiàn)載波通信中，為了組成以調(diào)度所為中心的通信網(wǎng)，經(jīng)常需要進(jìn)行電路轉(zhuǎn)接。常用的轉(zhuǎn)接方式有兩種：話(huà)音、遠(yuǎn)動(dòng)通路同時(shí)轉(zhuǎn)接和話(huà)音通路單獨(dú)轉(zhuǎn)接方式。當(dāng)話(huà)音、遠(yuǎn)動(dòng)同時(shí)轉(zhuǎn)接時(shí)，可采用中頻轉(zhuǎn)接或低頻轉(zhuǎn)接；當(dāng)話(huà)音通路單獨(dú)轉(zhuǎn)接時(shí)，應(yīng)采用音頻轉(zhuǎn)接。各種轉(zhuǎn)接的原理及特點(diǎn)如下。,1．中頻轉(zhuǎn)接,指轉(zhuǎn)接的信號(hào)為中頻信號(hào)，即不通過(guò)中頻調(diào)制與解調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接，如圖3-10所示,圖3-10,2．低頻轉(zhuǎn)接,低頻轉(zhuǎn)接也屬于話(huà)音和遠(yuǎn)動(dòng)通路同時(shí)轉(zhuǎn)接的方式，如圖3-11所示，兩臺(tái)中轉(zhuǎn)載波機(jī)在在中頻調(diào)制前的“低轉(zhuǎn)發(fā)”與中頻解調(diào)后的“低轉(zhuǎn)收”端彼此相互連接，即可實(shí)現(xiàn)低頻轉(zhuǎn)接。這種方式可實(shí)現(xiàn)最終同步，傳輸電平穩(wěn)定。,圖3-11,3．音頻轉(zhuǎn)接,圖3-12給出了音頻轉(zhuǎn)接示意圖，音頻轉(zhuǎn)接是對(duì)同時(shí)傳輸遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)的載波機(jī)為了單獨(dú)轉(zhuǎn)接話(huà)音信號(hào)而設(shè)置的，具有低頻轉(zhuǎn)接的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，且僅轉(zhuǎn)接音頻信號(hào)，可構(gòu)成靈活的電話(huà)通信網(wǎng)。所以，目前電力線(xiàn)載波機(jī)大量采用音頻轉(zhuǎn)接。,圖3-12,第三節(jié)數(shù)字式電力線(xiàn)載波機(jī),一、數(shù)字電力載波通信的優(yōu)點(diǎn)電力線(xiàn)載波通信在電力通信網(wǎng)中占有重要地位，而數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展給電力線(xiàn)載波通信開(kāi)辟了廣闊前景，隨著各種通信系統(tǒng)向數(shù)字化演進(jìn)，電力線(xiàn)載波也不例外地開(kāi)始了數(shù)字化進(jìn)程。融合計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、采用數(shù)字電力線(xiàn)載波通信DPLC(DigitalPowerLineCarrier)系統(tǒng)對(duì)電力線(xiàn)載波通信網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展和改進(jìn)，無(wú)論在經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)上都是最佳選擇方案。,與APLC相比較，DPLC優(yōu)點(diǎn)：,(1)在相同信道帶寬（24kHz〕條件下，能傳輸?shù)碾娫?huà)路數(shù)增多，數(shù)據(jù)容量大，頻帶利用率提高。(2)數(shù)字方式抗干擾能力強(qiáng)，通信質(zhì)量得到提高。(3)話(huà)音、遠(yuǎn)動(dòng)和呼叫信號(hào)都變?yōu)閿?shù)字形式，可不必再考慮發(fā)信功率的分配，以全功率發(fā)出即可。(4)提供的數(shù)字接口能適應(yīng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）的發(fā)展趨勢(shì)，便于靈活組網(wǎng)。(5)便于用外部計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)修改設(shè)備參數(shù)及工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制。,二、對(duì)數(shù)字電力線(xiàn)載波機(jī)的要求,考慮到現(xiàn)有APLC的應(yīng)用情況及將來(lái)電力數(shù)字通信網(wǎng)的發(fā)展，DPLC應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：（1）提供現(xiàn)有APLC的各種業(yè)務(wù)（調(diào)度電話(huà)、遠(yuǎn)動(dòng)、遠(yuǎn)方保護(hù)）及新增數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。（2）通道容量應(yīng)比APLC至少大三倍以上。（3）占用與APLC相同的帶寬，且不改變?cè)械念l譜分配。（4）在線(xiàn)路側(cè)與APLC兼容，原有的耦合裝置不變，可與APLC共同組網(wǎng)。（5）具有良好的可擴(kuò)充性能。（6）投資少、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高。,三、數(shù)字電力線(xiàn)載波機(jī)的關(guān)鍵技術(shù),目前的DPLC大致有兩種類(lèi)型，一種是模擬體制的DPLC，這種設(shè)備類(lèi)似于模擬電視接收機(jī)的電路數(shù)字化，在局部采用了一些先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)，如數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DSP），在音頻部分和其它一些功能實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，但體制還是模擬的，仍采用傳統(tǒng)的單邊帶（SSB）方式，收發(fā)頻帶仍各為4kHz，但由于數(shù)字技術(shù)的采用，設(shè)備性能得以提高，接口靈活，便于計(jì)算機(jī)直接監(jiān)測(cè)和控制，如德國(guó)西門(mén)子的ESB－2000、瑞士ABB的ETL；另一種則是全數(shù)字化的載波機(jī)，它將音頻信號(hào)變?yōu)閿?shù)字編碼，傳輸上采用多電平數(shù)字調(diào)制技術(shù)，如多電平正交調(diào)幅（MQAM）、網(wǎng)格編碼調(diào)制（TCM）等，采用回波抵消（EC）技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙向通信，信息速率可達(dá)到32kb/s,實(shí)現(xiàn)了體制的徹底轉(zhuǎn)變，容量得到很大提高，如挪威Nera公司的A.C.E.32。,局部采用數(shù)字技術(shù)的DPLC涉及以下工作：（1）供系統(tǒng)采用鎖相頻率合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。（2）音頻通道復(fù)用濾波器DSP進(jìn)行數(shù)字化。（3）調(diào)制、解調(diào)部分采用DSP進(jìn)行數(shù)字化等。全數(shù)字化的載波機(jī)是真正意義上的數(shù)字載波機(jī)，它采用語(yǔ)音壓縮編碼、數(shù)字時(shí)分復(fù)用、糾錯(cuò)編碼、數(shù)字調(diào)制、自適應(yīng)均衡、回波抵消等多種數(shù)字通信技術(shù),將數(shù)字信號(hào)(數(shù)據(jù)、數(shù)字化語(yǔ)音、傳真等)調(diào)制到電力線(xiàn)載波頻段(40一500kHz)，通過(guò)高壓電力線(xiàn)傳送，其傳輸速率及系統(tǒng)容量取決于采用的數(shù)字調(diào)制方式、占用頻帶寬度、線(xiàn)路信噪比、模擬信號(hào)數(shù)字化方法等因素，一般為l0一100kbit/s，可容納幾路至幾十路低速數(shù)據(jù)或壓縮語(yǔ)音信號(hào)。,DPLC所采用的數(shù)字技術(shù)主要有：,1．DSP技術(shù)2．高效的多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制技術(shù)3．語(yǔ)音壓縮編碼技術(shù),圖3-13數(shù)字式載波機(jī)的發(fā)送和接收過(guò)程,四、數(shù)字電力線(xiàn)載波設(shè)備構(gòu)成,（一）DPLC基本結(jié)構(gòu)DPLC設(shè)備發(fā)送部分的基本結(jié)構(gòu)如圖3-14所示，主要由時(shí)分復(fù)用、數(shù)字調(diào)制和高頻設(shè)備三個(gè)功能模塊組成。,（二）數(shù)字載波機(jī)實(shí)例—A.C.E.32分析,A.C.E.32是挪威Nera公司推出的數(shù)字式電力線(xiàn)載波機(jī)，是目前比較先進(jìn)的數(shù)字載波機(jī)。它以8kHz頻帶（兩個(gè)相鄰的4kHz）建立一條全雙工電路，傳輸32Kb/s的數(shù)據(jù)信息（含語(yǔ)音和數(shù)據(jù)）及遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)。電話(huà)和數(shù)據(jù)的傳輸容量靈活可變，最多可有三條話(huà)路或9條數(shù)據(jù)通路，輸出功率40-80W，適合于220kV以上電壓等級(jí)線(xiàn)路上使用。A.C.E.32載波機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3-15所示，圖中串行數(shù)據(jù)控制器SDC是A.C.E.32的核心模塊控制電話(huà)和分時(shí)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)復(fù)接，在TEL/SDI模塊和ALT模塊間傳送串行數(shù)據(jù)。TEL電話(huà)通路及編譯碼器，其語(yǔ)音編碼采用低滯后線(xiàn)性預(yù)測(cè)編碼（LASVQ），最多可配置三條話(huà)路。SDI是串行數(shù)據(jù)輸入模塊，總共可配置9條數(shù)據(jù)通路。,ALT是線(xiàn)路傳輸轉(zhuǎn)換部分，經(jīng)SDC復(fù)接的數(shù)字流在ALT中進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，將要傳輸?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)換到電力線(xiàn)載波頻段，而接收的載波信號(hào)則在這里被解調(diào)成基帶信號(hào)，再由SDC分解為不同業(yè)務(wù)的信號(hào)。遠(yuǎn)方保護(hù)輸入TPI和遠(yuǎn)方保護(hù)模塊TPS對(duì)遠(yuǎn)方保護(hù)命令進(jìn)行處理。ALTI/O部分包括線(xiàn)路濾波、差分匯接、功率放大等，最終與高頻電纜（HFC）相連。整個(gè)載波由微機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)督控制（SCC）.,第四節(jié)電力線(xiàn)載波通信新技術(shù),一、中/低壓電力載波通信技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用1.10kV以上的高壓電力線(xiàn)載波技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，隨著電力線(xiàn)載波技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)的需要，中/低壓電力載波通信的技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用亦出現(xiàn)了方興未艾的局面，電力線(xiàn)載波通信這座被國(guó)外傳媒喻為“未被挖掘的金山”正逐漸成為一門(mén)電力通信領(lǐng)域乃至關(guān)系到千家萬(wàn)戶(hù)的熱門(mén)專(zhuān)業(yè)。中低壓電力線(xiàn)載波的應(yīng)用目前主要在10kV電力線(xiàn)作為配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道，以及在380/220V用戶(hù)電網(wǎng)作為集中遠(yuǎn)方自動(dòng)抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道，還有正在開(kāi)發(fā)并取得階段性成果的電力線(xiàn)上網(wǎng)（PLC,又稱(chēng)電力線(xiàn)接入,其工作原理在第九章第九節(jié)介紹）。在這些方面，10kV上的應(yīng)用已達(dá)到了實(shí)用化，作為自動(dòng)抄表系統(tǒng)通道的載波應(yīng)用目前已能夠形成組網(wǎng)通信，完成數(shù)據(jù)抄收功能，關(guān)于電力線(xiàn)上網(wǎng)的電力載波技術(shù)應(yīng)用目前已在北京等地開(kāi)通了實(shí)驗(yàn)小區(qū)，取得了大量的第一手工程資料，這是一個(gè)非常好的開(kāi)端，至于何時(shí)能夠進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)還需綜合考慮技術(shù)性能、成本核算和符合國(guó)家有關(guān)環(huán)境政策等方面的問(wèn)題。,二、中/低壓電力載波通信的關(guān)鍵技術(shù),我國(guó)大規(guī)模地開(kāi)展用戶(hù)配電網(wǎng)載波應(yīng)用技術(shù)的研究是在2000年左右，目前在自動(dòng)集抄系統(tǒng)中采用的載波通信方式有擴(kuò)頻、窄帶調(diào)頻或調(diào)相。在使用的設(shè)備中，以窄帶調(diào)制類(lèi)型的設(shè)備為多數(shù)，其主要原因可能是其成本低廉。電力線(xiàn)上網(wǎng)的應(yīng)用由于要求的速率至少需要達(dá)到512kbit/s～10Mbit/s，所以無(wú)一例外地采用擴(kuò)頻通信方式。在各種擴(kuò)頻調(diào)制方式中，由于采用正交頻分多路復(fù)用技術(shù)(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)調(diào)制具有突發(fā)模式的多信道傳輸、較高的傳輸速率、更有效的頻譜利用率和較強(qiáng)的抗突發(fā)干擾噪聲的能力，再加上前向糾錯(cuò)、交叉糾錯(cuò)、自動(dòng)重發(fā)和信道編碼等技術(shù)來(lái)保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠，因而成為電力線(xiàn)上網(wǎng)應(yīng)用的主導(dǎo)通信方式。,本章要點(diǎn),由于濾波器技術(shù)性能的限制及分路、轉(zhuǎn)換的要求，一般載波機(jī)中都采用多級(jí)變頻。電力線(xiàn)載波通信與一般明線(xiàn)載波系統(tǒng)相比有很多獨(dú)特的地方，如線(xiàn)路耦合、頻譜安排、抗干擾等。根據(jù)電力通信的具體情況，電力線(xiàn)載波以單路載波為主，其信號(hào)復(fù)用體現(xiàn)在遠(yuǎn)動(dòng)、遠(yuǎn)方保護(hù)信號(hào)與話(huà)音信號(hào)的復(fù)用上。電力線(xiàn)載波機(jī)由發(fā)信支路、收信支路、自動(dòng)電平調(diào)節(jié)、呼叫系統(tǒng)、自動(dòng)變換系統(tǒng)等部分組成。收/發(fā)雙方利用導(dǎo)頻信號(hào)(中頻載頻)實(shí)現(xiàn)最終同步。,作業(yè),1.畫(huà)出相-地耦合方式的電力線(xiàn)載波通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，說(shuō)明各個(gè)功能部件的作用。2.電力線(xiàn)載波通信系統(tǒng)有哪三種通信方式？各有何特點(diǎn)？,