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電力線通信是一種利用電力線路傳輸數(shù)據(jù)的通信技術(shù)。它可以將電力線路轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆潆p向傳輸能力的通信線路，實(shí)現(xiàn)電力信息與通信信息的共享。電力線通信技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，例如智能電網(wǎng)、家庭自動化、智能電表等。本文將詳細(xì)介紹電力線通信的應(yīng)用場景和技術(shù)原理。 1、什么是電力線通信

電力線通信（Power Line Communication）。英文簡稱：PLC。是一種允許現(xiàn)有電力基礎(chǔ)設(shè)施傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。電力線通信也稱為電力線寬帶（BPL），可用于創(chuàng)建家庭網(wǎng)絡(luò)或?yàn)樽罱K用戶提供高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。每次高壓線、本地配電線路以及家庭或企業(yè)用戶之間電網(wǎng)中的電壓降壓時(shí)，都可能需要不同的電力線通信技術(shù)。作為互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商（ISP）的一種交付方式，它可以提供一種經(jīng)濟(jì)高效的方式來為偏遠(yuǎn)或人口稀少的地區(qū)提供高速寬帶。家庭或企業(yè)用戶可能會發(fā)現(xiàn)PLC很有用，因?yàn)樗梢韵龑o線路由器或昂貴的有線本地網(wǎng)絡(luò)的需求。

2、電力線通信的類型 基本上，有四種類型的PLC：

內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)：可以使用內(nèi)部主電源布線為家庭網(wǎng)絡(luò)提供高速數(shù)據(jù)傳輸。

電力線寬帶： 寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入可通過室外主電源布線提供。

窄帶內(nèi)部應(yīng)用：家庭自動化和對講機(jī)等低比特率數(shù)據(jù)服務(wù)可以通過內(nèi)部電源進(jìn)行控制和用于通信。

窄帶戶外應(yīng)用： 窄帶室外應(yīng)用可用于自動抄表和遠(yuǎn)程監(jiān)視或控制。

3. 電力線通信的應(yīng)用場景 3.1 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是電力線通信的主要應(yīng)用場景之一。通過在電力線路上嵌入通信模塊，可以實(shí)現(xiàn)電力信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制。智能電網(wǎng)可以提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，減少能源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備的智能管理。

3.2 家庭自動化

電力線通信技術(shù)也可以應(yīng)用于家庭自動化領(lǐng)域。通過在家庭的電力線路上安裝智能設(shè)備，如智能插座、智能燈泡等，可以實(shí)現(xiàn)對家庭電器的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測。例如，可以通過手機(jī)App遠(yuǎn)程控制家中的燈光和電器，實(shí)現(xiàn)智能化的生活方式。

3.3 智能電表

智能電表是電力線通信的另一個(gè)重要應(yīng)用場景。傳統(tǒng)的電力計(jì)量通常需要人工抄表，效率低下且容易出錯(cuò)。而智能電表通過電力線通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電能的遠(yuǎn)程抄表和監(jiān)測，提高計(jì)量的準(zhǔn)確性和效率。

4. 電力線通信的技術(shù)原理

電力線通信的技術(shù)原理主要包括信號調(diào)制、信號傳輸和信號解調(diào)三個(gè)環(huán)節(jié)。

4.1 信號調(diào)制

在電力線通信中，需要將通信信號轉(zhuǎn)化為適合在電力線上傳輸?shù)男盘?。常用的信號調(diào)制技術(shù)有頻移鍵控（FSK）和正交頻分多路復(fù)用（OFDM）等。通過信號調(diào)制，可以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號，以便在電力線上傳輸。

4.2 信號傳輸

信號傳輸是指將調(diào)制后的信號通過電力線路傳輸?shù)侥繕?biāo)設(shè)備。在信號傳輸過程中，需要克服電力線路的噪聲和衰減等問題。為了提高傳輸質(zhì)量，可以采用調(diào)制技術(shù)、前向糾錯(cuò)編碼等手段。

4.3 信號解調(diào)

信號解調(diào)是將傳輸過來的信號還原為原始的通信信號。解調(diào)過程與調(diào)制過程相反，通過解調(diào)可以將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。
像任何其他通信技術(shù)一樣，PLC也由一個(gè)發(fā)送者組成，該發(fā)送方調(diào)制將通過通信介質(zhì)發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后接收器將解調(diào)數(shù)據(jù)以供進(jìn)一步使用。除了發(fā)送通信信號外，PLC還允許用戶控制和監(jiān)視連接到電源線的所有設(shè)備，因?yàn)樗窃谕徊季€系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的。

與舊系統(tǒng)相比，PLC發(fā)送的輸出波動較小。如上圖所示，在舊系統(tǒng)中，它有一個(gè)整流器和頻率發(fā)生器，用于獲得盡可能穩(wěn)定的所需頻率輸出，但輸出有小的波動，而PLC系統(tǒng)使用帶有濾波器和微控制器的整流器，在繼電器開關(guān)的幫助下提供穩(wěn)定和期望值的輸出。因此，數(shù)據(jù)傳輸更準(zhǔn)確，更穩(wěn)定，輸出信號良好。

5、PLC的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)勢：

實(shí)施成本低：PLC不需要安裝任何新電線，因此將大大降低部署成本。

大范圍：PLC可以與難以到達(dá)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，在這些節(jié)點(diǎn)中，RF無線信號會受到高水平的衰減，例如在地下結(jié)構(gòu)或有障礙物和金屬墻的建筑物中，或者只是由于醫(yī)院等場所的EMI問題而不希望無線信號的地方。

更低的運(yùn)行成本：與其他現(xiàn)有技術(shù)（如射頻無線或可見光通信（VLC）系統(tǒng)）相比，PLC提供了一種低成本的解決方案。

室內(nèi)高速： PLC和VLC技術(shù)集成在一起的實(shí)施最近得到了相當(dāng)多的研究關(guān)注，這導(dǎo)致了新一代高速室內(nèi)通信的眾多應(yīng)用。

這些優(yōu)勢導(dǎo)致PLC網(wǎng)絡(luò)在各個(gè)行業(yè)中的更多實(shí)施。但優(yōu)點(diǎn)也有一些缺點(diǎn)。
弊
它也有一些缺點(diǎn)，例如：

傳輸速度低，

對干擾的敏感性，

非線性失真和通道間交叉調(diào)制，

大尺寸和

PLC系統(tǒng)中使用的電容器和電感器價(jià)格高昂。

由于這些缺點(diǎn)，PLC在某些應(yīng)用中仍然不是首選。
可編程控制器的應(yīng)用
PLC廣泛用于智能電網(wǎng)和微型逆變器等技術(shù)。隨著更多用戶熟悉這些技術(shù)，PLC將很快更多地適應(yīng)照明應(yīng)用（用于交通燈控制，LED調(diào)光等），工業(yè)應(yīng)用（用于灌溉控制等），機(jī)器對機(jī)器應(yīng)用（如自動售貨機(jī)或酒店的接待到房間通信），遙測應(yīng)用（例如海上石油鉆井平臺），運(yùn)輸應(yīng)用（如汽車電子設(shè)備， 火車和飛機(jī)）等等。
PLC面臨的問題 迄今為止，PLC面臨的主要最大問題是PLC技術(shù)中的電源線是非屏蔽和未扭曲的，這意味著布線將發(fā)出大量的無線電能量，從而對同一頻段的現(xiàn)有用戶造成干擾。此外，BPL（電力線寬帶）系統(tǒng)會受到PLC布線發(fā)出的無線電信號的一些干擾。
6. 結(jié)論