1 引言
电力线作为一种非绝缘的传输介质，在传输信号时，可以采用各种形式的通信方式。尽管电力线载波通信技术起步较晚，发展速度缓慢，但由于其具有覆盖范围广、接入方便、传输质量高和便于实现网络管理等特点，而且随着科技的进步和经济水平的提高，对电力线载波通信的应用和发展也越来越受到重视。低压电力线载波通信主要有两种方式：一种是利用低压配电线作为信道实现通信，另一种是利用高压交流配电线路作为信道实现通信。由于低压配电线一般通过高压交流配电线路作为通信的信道，所以这类电力线载波通信速率一般都较低，其通信速率通常在10kbit/s左右，但是由于其具有覆盖范围广、接入方便和应用前景广阔等优点而受到越来越多的重视。
2 低压电力线载波通信的调制技术
2.1 正交频分复用技术
正交频分复用技术本质上是一种多载波调制技术，它是由OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用）发展而来的，OFDM技术能够将多个高速传输的串行数据进行并行传输，以达到提高数据传输速率的目的。它利用数字信号处理技术，根据信号频率响应的相似性，在一个子载波上对串行数据进行调制。OFDM是将一组高速传送的串行数据转换成比较低速的平行数据来进行传送，尽管每个子载波的传输速率不高，但所有的子信道叠加在一起，就能得到非常高的数据传输速率。
OFDM技术的实质就是将高速传输的数据流转换成频率和时延都不同的多个低速传输的数据流，在每个子信道上进行高速通信。OFDM技术在应用到电力线载波通信系统中时，由于电力线信道具有较多的时延和多普勒频移，这些频率变化给信号带来了很大的干扰，因此OFDM系统的抗干扰性能受到一定限制，在实际应用中需采取一些抗干扰措施。为了克服这一缺点，可以采用一些抗干扰措施，如OFDM系统中采用循环前缀（CP）或频率分集（FD），它们能够有效地对抗各种频率选择性衰落和多径效应，从而提高OFDM系统性能。
2.2 扩频技术
扩频技术是一种新的通信技术，它将信息发送频率扩展至很宽的频带，使得信号能量集中在较小的频带上，提高了通信的可靠性。由于低压电力线载波通信采用了调制技术和传输线路，因此就必然要存在一定的干扰问题。低压电力线信道是一个具有弱吸收和极强反射特性的信道，这就为信号的传输增加了难度。若不采取一定的抗干扰措施，不仅会给通信带来困难，而且会严重影响通信质量和系统性能。
扩频的实质是将调制方式从普通随机序列扩展至基带信号所对应的一个窄频带范围内进行调制，使接收端能够同时接受多个信号而不产生失真和错误。扩频技术有以下优点：①抗多径干扰能力强，可以在多径传播环境下进行信息的传输；②在同一根电力线上，信号能量被分散到多个频率上，避免了信号的叠加和重叠；③具有良好的抗干扰性能，能有效地对抗噪声；④信息传输容量大。
扩频通信系统与常规的通信系统相比，具有很强的抗干扰能力。扩频系统中的扩频码是一种经过特定算法产生的数字码，具有自相关性和互相关性，其带宽可与发送信号带宽匹配。因此，扩频系统在发送端可以对每个扩频码进行调制，然后将该码流传送到接收端。由于受信道衰减和噪声干扰影响，接收端在解调时无法区分不同扩频码的信息，造成信号误检、错检等现象，这就增加了接收端的误码率。因此，需要在接收端对扩频码进行解调，然后用解扩后的信号进行解调才能正确恢复信息。
扩频技术的实现主要分为两个步骤：首先要对原始信号进行频谱扩展以获得足够的带宽；其次要对频谱扩展后的信号进行相关处理以保证接收信号的可靠性。
3 低压电力线载波通信的应用与发展
3.1 应用于远程自动抄表系统
远程自动抄表系统是在计算机网络、通信技术、自动控制技术、电能计量技术及计算机技术的基础上发展起来的，是用来对用户电能表进行远程监控的一种自动抄表系统。在低压电力线的上一级或下一级配电网中，安装电力载波通信模块，组建远程抄表系统。在低压配电网中，载波的使用频率非常高，但由于低压电力线载波通信工作频率不高，在载波信道上传输信号的能力很弱，容易受外界环境影响而衰减较大，使远程抄表系统工作不稳定。所以需要采用合适的技术措施提高载波通信能力，使载波的传输能力得到充分发挥，具体措施包括：
（1）加大载波传输信号的范围，在电力线上使用多个载波设备，可以将信号组合在一起传输，可以提高信号的抗干扰能力，使信号可以通过更大范围的传输。
（2）在电力线上使用分时多址（TDD）技术，将载波设备的频率使用和通信分开进行控制和管理，可以提高载波设备的使用效率。
（3）增加载波通信线路的长度，采用分时多址技术使载波设备的传输距离得到提高。
（4）在电力线上进行载波通信时，要求载波设备具有较强的抗干扰能力，对于那些容易产生电磁干扰的电力线可以采取屏蔽措施，使其不受外界因素影响而无法正常通信。
3.2 应用于电力线上网
电力线上网（Power Line Information, PLC）是指用户通过电力线作为宽带网的传输介质，在没有专用线路或光缆的情况下，将宽带网络信号从电力线信道传送到用户的计算机终端、调制解调器或电话终端等，再通过调制解调器或电话终端等设备访问因特网的技术。其原理是：用户以一条低压电力线作为宽带网传输介质，通过配电网把宽带网信号传送到用户终端。其方式主要有：（1）利用现有电话网、宽带网双绞线的电力线作为网络传输介质；（2）利用已有电话或宽带网双绞线的电力线载波作为网络传输介质；（3）利用已有电话线或宽带网双绞线的电力线载波作为网络传输介质。
电力线上网的优点在于：①无需布线，不需另外敷设线路，节省大量空间和时间，降低建设和维护成本；②不需要重新布线，可降低用户投资费用；③能够灵活接入互联网，在不增加现有设备的情况下可以实现所有类型数据的网络连接，避免重复投资；④用户可利用现有的电话网络和宽带网络连接到互联网，使用户获得更多更大的带宽和服务。
PLC技术可解决因特网接入问题，但存在以下问题：（1）成本较高，由于需采用专用电力线路，设备成本高，网络费用高；（2）不能提供多种服务，由于仅可提供数据通信服务，不能满足用户对服务质量（QoS）的要求；（3）与现有电话网络不兼容。
4 结束语
总而言之，电力线通信是一种利用电力线上电压传输数据的通信方式，其应用前景十分广阔，其不仅可以解决很多现有通信技术难以解决的问题，也为很多技术所不能解决的问题提供了一种崭新的思路和方法。电力线通信将会成为电力系统发展的必然趋势。本文基于电力线载波通信系统在远程抄表与接入 Internet方面的应用，并对电力线网络接入 Internet的发展趋势进行了探讨。通过本文的研究，希望能够为电力系统相关领域提供一定参考和帮助。
参考文献：
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[3]胡江，樊明哲.我国电力线载波通信技术的发展及现状分析[J].科技资讯，2017，（19）：30-31.
