電力載波通信的發(fā)展及特點(diǎn).doc

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　摘要 本文介紹了電力線載波通信的發(fā)展及特點(diǎn)，文中主要就高壓電力線載波通信、中壓配電網(wǎng)電力線載波數(shù)據(jù)通信和低壓用戶配電網(wǎng)電力線載波通信，以及與其相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了討論。 關(guān)鍵詞 電力線 載波 通信 發(fā)展 應(yīng)用 0 引 言 　　電力線載波（Power Line Carrier - PLC）通信是利用高壓電力線（在電力載波領(lǐng)域通常指35kV及以上電壓等級）、中壓電力線（指10kV電壓等級）或低壓配電線（380/220V用戶線）作為信息傳輸媒介進(jìn)行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。近年來，高壓電力線載波技術(shù)突破了僅限于單片機(jī)應(yīng)用的限制，已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。并且，隨著電力線載波技術(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)開發(fā)及應(yīng)用亦出現(xiàn)了方興未艾的局面，電力線載波通信這座被國外傳媒喻為“未被挖掘的金山”正逐漸成為一門電力通信領(lǐng)域乃至關(guān)系到千家萬戶的熱門專業(yè)。在這種形勢下，本文旨在通過對電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展及所涉及的一些技術(shù)問題的討論，闡明電力線載波通信的發(fā)展歷程、特點(diǎn)及技術(shù)關(guān)鍵。 1 電力線載波通信的發(fā)展及現(xiàn)狀 1.1 我國電力線載波通信的現(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(yùn)行而應(yīng)運(yùn)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(dòng)化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱。目前，它更是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(jì)運(yùn)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(hù)控制信息傳送的快速性和準(zhǔn)確性具有及嚴(yán)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)[1]。長期以來，電力線載波通信網(wǎng)一直是電力通信網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，目前在長達(dá)670000km的35kV以上電壓等級的輸電線路上多數(shù)已開通電力線載波通道[1]，形成了龐大的電力線載波通信網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)主要用于地、市級或以下供電部門構(gòu)成面向終端變電站及大用戶的調(diào)度通信、遠(yuǎn)動(dòng)及綜合自動(dòng)化通道使用。近年來，隨著光纖通信的發(fā)展，電力線載波通信已從主導(dǎo)的電力通信方式改變?yōu)檩o助通信方式。但是，由于我國電力通信發(fā)展水平的不平衡，由于電力通信規(guī)程要求主要變電站必須具有兩條以上不同通信方式的互為備用的通信信道，由于電力線載波技術(shù)革新帶來的新的載波功能以及由于昔日數(shù)量龐大的電力線載波機(jī)的更新?lián)Q代，都導(dǎo)致了電力線載波機(jī)雖然作為電力通信的輔助通信方式，但是在全國仍然存在較大的市場需求，全國共有約20家企業(yè)從事高壓電力線載波機(jī)的開發(fā)和生產(chǎn)。 　　中低壓電力線載波的應(yīng)用目前主要在10kV電力線作為配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通道和在380/220V用戶電網(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，還有正在開發(fā)并取得階段性成果的電力線上網(wǎng)高速M(fèi)ODEM的應(yīng)用。在這些方面，10kV上的應(yīng)用已達(dá)到了實(shí)用化，成都一家公司開發(fā)的擴(kuò)頻載波數(shù)據(jù)傳輸裝置(已通過質(zhì)量檢驗(yàn)[2])在四川羅江縣供電局已可靠運(yùn)行達(dá)一年之久。從事這類產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)全國約有幾十家，一旦市場全面形成，競爭將較為激烈。作為自動(dòng)集抄系統(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，但是由于用戶電網(wǎng)的某些時(shí)變特性和突發(fā)噪聲對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懺诩夹g(shù)上并未得到根本解決，因此還存在著抄表“盲區(qū)”的問題，這一問題目前一直阻礙電力載波通信技術(shù)在自動(dòng)集抄系統(tǒng)應(yīng)用的主要癥結(jié)所在。從事這類產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)全國至少有200家以上，并且大多數(shù)都存在技術(shù)開發(fā)和工程并行的狀況，真正取得良好經(jīng)濟(jì)效益的只是少數(shù)企業(yè)。在市場還未全面認(rèn)同這種方式的可靠性的狀況下，其市場競爭已達(dá)到了白熱化的程度，這一現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)引起有關(guān)單位的重視。關(guān)于電力線上網(wǎng)的電力載波技術(shù)應(yīng)用目前以中電飛華公司為代表，已在北京開通了5個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)小區(qū)，取得了大量的第一手工程資料，這是一個(gè)非常好的開端，至于何時(shí)能夠進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)和運(yùn)營還需綜合考慮技術(shù)性能、成本核算和符合國家有關(guān)環(huán)境政策等方面的問題。 1.2 電力線載波通信發(fā)展歷程 　　電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展在歷史上經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字的發(fā)展過程。電力線載波通信技術(shù)出現(xiàn)于本世紀(jì)二十年代初期[3]。它以電力線路為傳輸通道，具有可靠性高、投資少、見效快、與電網(wǎng)建設(shè)同步等得天獨(dú)厚的優(yōu)點(diǎn)。在我國，四十年代時(shí)已有日本生產(chǎn)的載波機(jī)在東北運(yùn)行，做為長距離電力調(diào)度的通信手段。五、六十年代，我國開始研制自己的ZDD-1型電力線載波機(jī)，未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。后經(jīng)過不斷改進(jìn)，形成了具有中國特色的ZDD-5型電力線載波機(jī)。該設(shè)備為四用戶、兩級調(diào)幅、具有AGC（自動(dòng)增益控制）控制電路和音頻轉(zhuǎn)接接口，呼叫方式采用脈沖制式，經(jīng)改進(jìn)后的ZDD-5A型機(jī)也能夠復(fù)用遠(yuǎn)動(dòng)信號。在我國六十年代到七十年代時(shí)期，該機(jī)所代表的模擬制式電力線載波機(jī)得到了廣泛應(yīng)用。七十年代時(shí)期，我國模擬電力線載波機(jī)技術(shù)已趨成熟，當(dāng)時(shí)以ZDD-12、ZJ-5、ZBD-3機(jī)型為代表，在技術(shù)指標(biāo)上得到了較大地提高，并成為我國應(yīng)用時(shí)間最長的主流機(jī)型。我們可將在此之前的載波機(jī)稱為第一代載波機(jī)。八十年代中期，電力線載波技術(shù)開始了單片機(jī)和集成化的革命，產(chǎn)生了小型化、多功能的載波機(jī)，如S-2載波機(jī)等。在這一階段，主要的技術(shù)進(jìn)步為單片機(jī)自動(dòng)盤代替了三極管或布線邏輯的自動(dòng)盤；集成電路的調(diào)制器、壓擴(kuò)器、濾波器和AGC放大器代替了笨重、多故障的模擬電路；CMOS、VMOS高頻大功率管在功放電路中的應(yīng)用等。這一階段的載波機(jī)可稱之為第二代載波機(jī)。到了九十年代中期，以SNC-5電力線載波機(jī)為代表，在國內(nèi)首次采用了DSP（數(shù)字信號處理）技術(shù)，將載波機(jī)音頻至中頻部分的信號處理使用DSP器件來完成，實(shí)現(xiàn)了軟件調(diào)制、濾波、限幅和自動(dòng)增益控制。這類載波機(jī)可稱之為數(shù)字化電力線載波機(jī)，劃為第三代。由此開始，電力線載波業(yè)界進(jìn)入了載波機(jī)的數(shù)字化革命階段，許多企業(yè)紛紛投入力量著力于數(shù)字電力線載波機(jī)的技術(shù)研究工作。到了九十年代末期，采用新西蘭生產(chǎn)的M340數(shù)據(jù)復(fù)接器（目前國內(nèi)已有自主知識產(chǎn)權(quán)的同類產(chǎn)品），結(jié)合電力線載波機(jī)的高頻部分為一體的全數(shù)字多路復(fù)接的載波機(jī)問世。這一成果提高了載波機(jī)的通信容量，從根本上初步解決了載波機(jī)通信容量小的技術(shù)“瓶頸”問題，從而為電力線載波市場帶來了空前的機(jī)遇。從市場上來看，數(shù)字化和全數(shù)字載波機(jī)已占據(jù)了高壓電力線載波機(jī)產(chǎn)品的大部分市場，模擬制式的電力線載波機(jī)銷售量已開始萎縮，除了特殊的應(yīng)用場合外將趨于淘汰。 　　電力線載波在10kV線路上的應(yīng)用國外自50年代開始，主要應(yīng)用在中壓電網(wǎng)的負(fù)荷控制領(lǐng)域，大多為單向數(shù)據(jù)傳輸、速率低（有時(shí)小于10bit/s甚至更低），并沒有形成大規(guī)模的電力線載波通信服務(wù)產(chǎn)業(yè)。國內(nèi)在八十年代后期多數(shù)是直接使用小型化的集成電路農(nóng)電載波機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通信，也有個(gè)別采用窄帶調(diào)頻載波機(jī)的，使用范圍很受限制。隨著10kV線路通信需求的增長，到了九十年代末，出現(xiàn)了多種載波通信設(shè)備（這些設(shè)備可采用不同的線路耦合方式如：電容耦合、變壓器耦合、低壓耦合、陶瓷電真空耦合及天線耦合等），調(diào)制方式也在原來的FSK調(diào)制、PSK調(diào)制、音頻注入、工頻調(diào)制、過零點(diǎn)檢測等方式的基礎(chǔ)上開發(fā)了先進(jìn)的擴(kuò)頻調(diào)制方式，（如DSS直接序列擴(kuò)頻，F(xiàn)H跳頻，TH跳時(shí)、交叉混合擴(kuò)頻、CHIRP寬帶線性調(diào)頻，OFDM正交頻分多路復(fù)用等）。目前在國內(nèi)使用的10kV電力線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中，使用最多的還是窄帶調(diào)制設(shè)備（主要是多信道PSK及FSK調(diào)制），采用擴(kuò)頻方式的設(shè)備也已開始嶄露頭角，隨著市場的發(fā)展和技術(shù)的成熟，擴(kuò)頻載波設(shè)備必將在電力線載波中壓應(yīng)用方面占有越來越重要的地位。 　　電力線載波在380/220V用戶配電網(wǎng)上的應(yīng)用在九十年代后期之前只限于采用調(diào)幅或調(diào)頻制式的載波電話機(jī)，實(shí)現(xiàn)近距離的撥號通話，也有采用專用的芯片實(shí)現(xiàn)近距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。我國大?guī)模地開展用戶配電網(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)制類型的設(shè)備為多數(shù)，其主要原因可能是其成本低廉。而電線上網(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)(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，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)來保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠，因而成為電力線上網(wǎng)應(yīng)用的主導(dǎo)通信方式。 2 電力線載波通信的特點(diǎn) 2.1 高壓載波路由合理，通道建設(shè)投資相對較低 　　高壓電力線路的路由走向沿著終端站到樞紐站，再到調(diào)度所，正是電力調(diào)度通信所要求的合理路由，并且載波通道建設(shè)只需結(jié)合加工設(shè)備的投入而無須考慮線路投資，因此當(dāng)之無愧成為電力通信的基本通信方式，尤其在邊遠(yuǎn)地區(qū)更是這樣。電力線載波通道往往先于變電站完成建設(shè)，對于新建電站的通信開通十分有利。為此，只要妥善解決電力線載波信道的容量問題，載波通信的優(yōu)勢就會(huì)顯現(xiàn)出來。在中壓配電網(wǎng)載波和低壓用戶電網(wǎng)載波中，節(jié)省線路建設(shè)費(fèi)用，無須考慮破壞家庭已裝修環(huán)境，也仍然是載波通信的優(yōu)勢。 2.2 傳輸頻帶受限，傳輸容量相對較小 　　在高壓電網(wǎng)中，一般考慮到工頻諧波及無線電發(fā)射干擾 電力線載波的通信頻帶限制于40～500kHz之內(nèi)，按照單方向占用4kHz帶寬計(jì)算，理想情況下一條線路可安排115條高頻載波通道。但由于電力線路各相之間及變電站之間的跨越衰減有限（13～43dB），不可能理想地按照頻譜緊鄰的方式安排載波通道，因此，真正組成電力線載波通信網(wǎng)所實(shí)現(xiàn)的載波通道是有限的，在當(dāng)今通信業(yè)務(wù)已大大開拓的情況下，載波通道的信道容量已成為其進(jìn)一步應(yīng)用的“瓶頸”問題。盡管我們在載波頻譜的分配上研究了隨機(jī)插空法、分小區(qū)法、分組分段法、頻率阻塞法及地圖色法和計(jì)算機(jī)頻率分配軟件，并且規(guī)定不同電壓等級的電力線路之間不得搭建高頻橋路，使載波頻率盡量得以重復(fù)使用，但還是不能滿足需要。近來隨著光纖通信的發(fā)展和全數(shù)字電力線載波機(jī)的出現(xiàn)，稍微緩解了載波頻譜的緊張程度。 在10kV中壓配電網(wǎng)和低壓用戶配電網(wǎng)中，除了新上的載波信號之外，不存在其它高頻信號，并且一般為多址傳輸，因此通道容量問題并不突出。 2.3 可靠性要求高 　　有兩個(gè)原因要求電力線載波機(jī)具有較高的可靠性，一是在電力系統(tǒng)中傳輸重要調(diào)度信息的需要；另一是電壓隔離的人身安全需要。為此，電力線載波機(jī)在出廠前必須進(jìn)行高溫老化處理，最終檢驗(yàn)必須包含安全性檢驗(yàn)項(xiàng)目。為此，國家質(zhì)檢總局從八十年代開始即對電力線載波機(jī)（類）產(chǎn)品實(shí)行了強(qiáng)制性生產(chǎn)許可證管理[4]。隨著時(shí)代的進(jìn)步，目前管理的范圍已包括各種電壓等級的載波機(jī)、繼電保護(hù)收發(fā)信機(jī)、載波數(shù)據(jù)傳輸裝置（如配網(wǎng)自動(dòng)化和抄表系統(tǒng)的載波部分）和電線上網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器。目前大多數(shù)高壓及中壓電力線載波機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已按照生產(chǎn)許可證的要求建立了較為完善的質(zhì)量體系。 2.4 線路噪聲大 　　電力線路作為通信媒介帶來的噪聲干擾遠(yuǎn)比電信線路大得多（見圖1），在高壓電力線路上，游離放電電暈、絕緣子污閃放電、開關(guān)操作等產(chǎn)生的噪聲比較大，尤其是突發(fā)噪聲具有較高的電平（見圖1）。根據(jù)國外資料描述，電力線的噪聲特性可分為四種類型： 1、 具有平滑功率譜的背景噪聲，這種類型噪聲的功率譜密度是頻率的減函數(shù)，如電暈噪聲。這種噪聲特性可以用帶干擾的時(shí)變線性濾波模型來描述。 2、 脈沖噪聲，由開關(guān)操作引起，這種噪聲與電站操作活動(dòng)的關(guān)系較大。 3、 電網(wǎng)頻率同步的噪聲，主要由整流設(shè)備產(chǎn)生。 4、 與電網(wǎng)頻率無關(guān)的窄帶干擾，主要由其它電力設(shè)備的電磁輻射引起。 　　一般電暈噪聲電平大致為：220kV -25dB；110kV -35dB（帶寬為5kHz），在工業(yè)區(qū)、沿海地區(qū)、高海拔地區(qū)、新線路、升壓線路和絕緣設(shè)備存在微小放電的線路上噪聲電平還將增高15dB左右。因此，在這樣惡劣的噪聲環(huán)境下，電力線載波機(jī)一般都采用較大的輸出功率電平（37～49dBm）來獲得必要的信噪比。 低壓電力載波通道的噪聲有背景噪聲、脈沖噪聲、同步和非同步噪聲及無線電廣播的干擾等構(gòu)成[6]。 2.5 線路阻抗變化大 　　高壓電力線阻抗一般為300～400Ω，在線路上呈波動(dòng)狀態(tài)，現(xiàn)場實(shí)測表明，在波動(dòng)幅度達(dá)到1/2左右時(shí)，對載波通道衰減將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響[7]。在通道加工不合理、不完善、存在容性負(fù)載以及T接分支線時(shí)，會(huì)加劇載波通道的阻抗變化并甚至中斷通信。低壓用戶配電網(wǎng)載波通道的阻抗變化更大（見圖2），在負(fù)荷很重時(shí)，線路阻抗可能低于1Ω，這使得載波裝置不能采用固定的阻抗輸出。 2.6 線路衰減大且具有時(shí)變性 　　高壓電力線載波通道衰減與頻率的平方根成正比（見圖3），且具有時(shí)變性。工頻運(yùn)行方式的改變、線路換位、其它載波機(jī)帶外亂真發(fā)射、載波通道間的串?dāng)_、線路分支線的長短以及絕緣子污穢、刮強(qiáng)風(fēng)、下小雨、線路冰凌及阻波器調(diào)諧線圈性能等多種因素會(huì)對載波通道的衰減產(chǎn)生影響。為此，電力線載波機(jī)必須設(shè)置至少大于30dB范圍的自動(dòng)增益調(diào)整電路。一般來說，從500kV到220V（電壓等級從高到低），電壓越低線路衰減越大，時(shí)變性越強(qiáng)，建立通道越困難。有時(shí)在中壓或低壓配電網(wǎng)載波通道的衰減大到難以實(shí)現(xiàn)通信的狀況時(shí)，設(shè)計(jì)人員不得不采用特殊的通信方式或設(shè)計(jì)多通道電路來自動(dòng)進(jìn)行選擇。 2.7 對外界的干擾 　　由于高壓電力線載波頻段限制在40～500kHz，只要控制載波機(jī)的諧波和交調(diào)亂真發(fā)射功率足夠小，即可避免對外界的干擾。目前值得研究的是在220V線路上的擴(kuò)頻電線上網(wǎng)裝置的干擾問題，這類裝置為了實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信，往往占用頻帶達(dá)30MHz甚至更多，據(jù)國外媒體報(bào)道，當(dāng)電力線數(shù)據(jù)通信使用2～30MHz的頻帶傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，將會(huì)對該頻段的短波無線電廣播、業(yè)余愛好者無線電臺(tái)等產(chǎn)生影響。目前我國還沒有建立這方面的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)將這種干擾限制在何種程度還需要進(jìn)一步研究[8]。 2.8 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用要求更高 　　現(xiàn)代通信對電力線載波的要求也更側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)方面，需要將原先僅限于通道的概念擴(kuò)展為網(wǎng)絡(luò)概念。以往的電力線載波機(jī)主要靠自動(dòng)盤和音轉(zhuǎn)接口實(shí)現(xiàn)小范圍的聯(lián)網(wǎng)，而將載波機(jī)與調(diào)度機(jī)協(xié)同考慮，實(shí)現(xiàn)載波機(jī)協(xié)同變電站調(diào)度機(jī)的組網(wǎng)應(yīng)用以及適當(dāng)設(shè)置能夠與通信網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)接口的數(shù)據(jù)采集變送器應(yīng)當(dāng)是我們近幾年考慮的問題。與高壓電力載波不同，電力線載波在中、低壓線路上的應(yīng)用在開始階段就是建立在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)之上的。 3 目前需要考慮的一些技術(shù)問題 3.1 高壓電力線載波 3.1.1 信道容量長期以來一直是電力線載波通信存在的　　　　　　　　　　　　　　　　　關(guān)鍵問題，如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更高速、多路的電力線載波通信是進(jìn)一步發(fā)展的主要課題。目前我們已通過成功地采用數(shù)字復(fù)接技術(shù)擴(kuò)展了頻域4kHz帶寬的信道容量（達(dá)到28.8kbits/s），今后還可在線路頻率的回波抵消上進(jìn)行一番深入研究。國內(nèi)以前曾有過對模擬正交調(diào)制實(shí)現(xiàn)通道容量倍增的研究，隨著技術(shù)的發(fā)展，高精度的DDS（直接頻率合成）技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化，這一研究還可繼續(xù)進(jìn)行下去。同時(shí)，在電力線載波頻率資源趨于寬松的情況下，在載波線路頻譜上采用比當(dāng)前4kHz載波基本頻帶更寬的頻帶已成為可能，本文認(rèn)為相關(guān)的載波標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)針對當(dāng)前的實(shí)際情況考慮適當(dāng)修改，并以此來規(guī)范現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用。 3.1.2 數(shù)字多路復(fù)接類型的電力線載波機(jī)在進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)中斷現(xiàn)象，這種現(xiàn)象對于語音傳輸無大影響，但是對于數(shù)據(jù)傳輸，尤其是一些重要的控制信號的傳輸將帶來不良的后果。據(jù)分析，這一現(xiàn)象可能是由線路上的突發(fā)脈沖干擾引起的，因此，解決這一問題可以考慮兩個(gè)方面，一是在載波機(jī)設(shè)計(jì)中有針對性地重點(diǎn)考慮如何解決（據(jù)說已有產(chǎn)品，還需現(xiàn)場驗(yàn)證）；二是在現(xiàn)場應(yīng)用中也要注意不能一概而論地上數(shù)字復(fù)接載波機(jī)，應(yīng)針對實(shí)際應(yīng)用的場合來選擇合適的載波機(jī)類型。如果線路突發(fā)噪聲比較高，頻繁出現(xiàn)這樣的瞬時(shí)中斷時(shí)，在目前情況下應(yīng)考慮采用DSP制式的數(shù)字化電力線載波機(jī)。 3.1.3 載波機(jī)的接口類型目前有音轉(zhuǎn)、二線E&M、四線E&M、小號、延長線、遠(yuǎn)動(dòng)等，還需更趨于完善，尤其是與數(shù)字設(shè)備和通信網(wǎng)管理系統(tǒng)以及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的接口更需規(guī)范、適用。載波機(jī)與程控調(diào)度交換機(jī)的結(jié)合方式應(yīng)更便于組網(wǎng)應(yīng)用，使調(diào)度機(jī)的功能覆蓋到全網(wǎng)。 3.1.4 載波機(jī)的電路設(shè)計(jì)在性能指標(biāo)冗余度和器件極限指標(biāo)的余量上還需進(jìn)行精細(xì)地設(shè)計(jì)（要有量化的指標(biāo)），以保證設(shè)備的整機(jī)指標(biāo)和長期運(yùn)行的可靠性。整機(jī)的出廠不能僅以調(diào)試通過來判斷設(shè)備的質(zhì)量，而應(yīng)按照企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，在經(jīng)過適當(dāng)?shù)睦匣\(yùn)行之后，以最終檢驗(yàn)的結(jié)果來判斷設(shè)備的出廠質(zhì)量水平。 3.1.5 目前載波機(jī)的設(shè)計(jì)主要針對高壓和農(nóng)電兩個(gè)方向來進(jìn)行，雖然我們研究了許多不同的制式，如呼叫信號有脈沖、單頻移頻、雙頻移頻和帶內(nèi)編碼型；導(dǎo)頻制式有單導(dǎo)頻、無導(dǎo)頻、間歇導(dǎo)頻；調(diào)制方式有一次、二次和三次調(diào)制，但在下面一些方面還需努力，如：組合功放、線路回音抵消、高頻數(shù)字調(diào)制、抗突發(fā)噪聲的數(shù)字復(fù)接器、自適應(yīng)線路阻抗匹配、工藝水平、過程質(zhì)量管理等。對于遠(yuǎn)動(dòng)的防衛(wèi)度問題，應(yīng)當(dāng)盡可能地設(shè)計(jì)為自適應(yīng)地保持恒定的防衛(wèi)度水平，而不是隨著話音和遠(yuǎn)動(dòng)電平的浮動(dòng)而改變，這樣將更有利于遠(yuǎn)動(dòng)信號的傳輸可靠性。 3.1.6 載波機(jī)的電磁兼容性能，如電磁輻射抗擾度、靜電放電、快速瞬變、浪涌等性能應(yīng)當(dāng)在整機(jī)設(shè)計(jì)階段就加以考慮，并通過型式試驗(yàn)的檢驗(yàn)，在當(dāng)前嵌入式CPU成為載波機(jī)的中心控制單元的情況下更是這樣。以前我們在這方面所做的工作不夠，現(xiàn)在已具備所有的試驗(yàn)條件，可以按照國標(biāo)的要求來進(jìn)行。 3.2 中壓電力線載波 3.2.1 10kV配電網(wǎng)的傳輸特性由于十分復(fù)雜，只能通過測試來得到該時(shí)段的傳輸特性。因此，應(yīng)當(dāng)努力進(jìn)行配電網(wǎng)載波傳輸特性的研究和測試，摸清其能夠?yàn)楣こ虘?yīng)用提供實(shí)際參考價(jià)值的內(nèi)在特性及規(guī)律。 3.2.2 目前的載波數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備需要考慮在傳輸距離不能達(dá)到時(shí)的中繼問題，不同的調(diào)制方法可能采取的中繼方式有所不同，并需要現(xiàn)場驗(yàn)證。 3.2.3 研究對付突發(fā)噪聲干擾的有效方法，而不是簡單地進(jìn)行重發(fā)校驗(yàn)。目前的載波裝置在傳輸數(shù)據(jù)可靠性方面的處理應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)。 3.2.4 對于真正的大型、多用戶的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的載波數(shù)據(jù)傳輸，目前還缺少實(shí)際的第一手運(yùn)行資料。整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度也需要由此來實(shí)地考核。 中壓電力線載波目前尚處于發(fā)展階段，有些設(shè)備采用的技術(shù)不夠先進(jìn)和完善，需要在設(shè)計(jì)方案總體上認(rèn)真考慮。 3.3 低壓電力線載波 3.3.1 在電力線載波集中抄表系統(tǒng)中較普遍地存在“盲區(qū)”問題，有些用戶的電表讀書無法正確讀出（如果存在的現(xiàn)象為時(shí)變的，則問題更嚴(yán)重），需要在技術(shù)上克服。目前一些窄帶調(diào)制的設(shè)備多采用自動(dòng)切換頻道和選擇中繼的方式在一定程度上來解決這個(gè)問題。 3.3.2 需要進(jìn)一步研究窄帶噪聲抗干擾技術(shù)，以獲得足夠的數(shù)據(jù)傳輸可靠性。目前常用的調(diào)制方法分為窄帶調(diào)制和寬帶調(diào)制兩種。窄帶調(diào)制成本低，不能有效地抵抗窄帶噪聲；寬帶調(diào)制一般采用擴(kuò)頻技術(shù)（如DSS直接序列擴(kuò)頻、FH跳頻、TH跳時(shí)、CHIRP寬帶線性調(diào)頻、交叉混合擴(kuò)頻及OFDM正交頻分多路復(fù)用），能夠在一定程度上克服窄帶噪聲的干擾，但是有限的擴(kuò)頻增益對于較大功率的窄帶干擾仍然無能為力[9]。 3.3.3 進(jìn)一步研究增強(qiáng)型的模擬前端技術(shù)，包括自適應(yīng)濾波和自適應(yīng)均衡，以適應(yīng)時(shí)變的、大范圍的線路衰減和線路阻抗的變化，在電力載波的低壓應(yīng)用中，這一點(diǎn)極為重要，也是目前的技術(shù)難點(diǎn)所在。 3.3.4 低壓載波通信在變壓器跨相和穿越變壓器方面的實(shí)用技術(shù)需要研究，在多路供電的現(xiàn)場也需解決電源切換時(shí)的通信中斷問題。這一點(diǎn)關(guān)系到通信制式、耦合方式等多方面的設(shè)計(jì)考慮。 3.3.5 研究和考慮電磁兼容性能，制定對外干擾的標(biāo)準(zhǔn)。 3.3.6 解決目前存在的電線上網(wǎng)設(shè)備對安裝地點(diǎn)的敏感性問題，保持合適的速率并解決“馬賽克”圖象問題。 3.3.7 對于這類載波設(shè)備的質(zhì)量檢驗(yàn)，一定要考慮在加入線路噪聲的環(huán)境下（即在一定的信噪比下）進(jìn)行傳輸誤碼性能的測試。一些企業(yè)提出的關(guān)于傳輸距離能力的指標(biāo)不能作為工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。 3.3.8 低壓載波通信最終實(shí)現(xiàn)高性能、低價(jià)格的關(guān)鍵在于專用芯片的設(shè)計(jì)和制造，而這正是我國微電子行業(yè)的弱點(diǎn)所在，加大這一方面的研究和投資力度對于低壓載波通信的實(shí)用化至關(guān)重要。 4 結(jié) 束 語 電力線載波通信在我國是一門即古老又年輕的學(xué)科，其近幾年來的技術(shù)發(fā)展對于電力線載波通信在高壓到低壓各個(gè)領(lǐng)域里的應(yīng)用所帶來的震撼的確是十分鼓舞人心的。盡管目前在電力線載波通信技術(shù)及設(shè)備上還不盡完善，但她所激發(fā)的巨大市場潛力已促使我國眾多的企業(yè)毅然投入到這一領(lǐng)域的研發(fā)之中。據(jù)了解，這種投入之大、企業(yè)之多和熱情的高漲程度在電力線載波業(yè)界都是前所未有的?？梢韵嘈?，電力線載波通信的明天是輝煌的。