1、物联网工程布线技术单元十一单元十一电力线通信系统布线电力线通信系统布线设计与安装技术设计与安装技术主要内容主要内容11.1 电力线通信技术11.2 电力线通信系统工程布线11.3 电力线通信典型应用方案11.4 典型行业应用案例11.5 练习题11.6 实训项目1.了解电力线通信技术，学习典型实际应用。2.掌握电力线系统的常用布线方法。重点重点11.1电力线通信技术11.1.1 电力线通信技术简介电力线通信（ Power Line Communication , PLC）是指利用电力线本身，以及其形成的输电网或配电网作为介质，实现高速数据传输的一种通信技术。电力线通信技术允许用户利用已有的供电
2、网络进行通信。11.1.2 PLC通信系统标准欧洲标准 CENELEC EN50065中定义的供电网络中，使用电力线通信的频率范围是 9 140kHz（如表 11-1所示）。美国和日本的有关标准与 CENELEC标准有着明显的不同，频率范围可以到 500kHz。表 11-1 CENELEC所规定的电力线通信的频带范围CENELEC规范能够提供最高为几千比特每秒的数据传输速率，但为了支持现代通信网络的各种应用， PLC系统必须能够提供超过2Mb/s的数据传输速率，才有可能与其他技术进行竞争。为了提供更高的数据传输速率， PLC传输系统必须工作在最高频率为 30MHz的范围内。频带 频 率范 围
3、（ kHz） 最大 传输 幅度（ V） 用 户类 型A 9 95 10 电 力 设 施B 95 125 1.2 家庭C 125 140 1.2 家庭11.1电力线通信技术11.1.3 PLC接入网低压配电网通常包括一个变压器单元和若干根经过电表（ M）连接终端用户的供电电缆，低压网络中电力线传输系统采用低压电力线作为传输介质，实现 PLC接入网。如图 11-1所示， PLC接入网通常通过放置在变压器单元内的基 /主站（ BS）与广域网连接。还可以在一个用户或者街边的配电箱等处来实现与骨干网络的连接。无论何种情况下，来自骨干网络的通信信号都必须通过适当转换，转换为适于在低压配电网络传送的通信信号
4、。这种转换是在 PLC系统的主 /基站完成的。图 11-1 PLC接入网的结构11.1电力线通信技术11.1.3 PLC接入网PLC的用户通过位于电表附近或者内部电网电源插座上的 PLC调制解调器实现网络连接。调制解调器将接收到的来自 PLC网络的信号转换成常规通信系统所能够处理的标准信号。在用户端通常可以获得包括以太网或者 ISDNS0在内的标准通信接口。第一种连接方式，一个房屋或者一栋楼内的用户通过诸如 DSL、 WLAN等其他通信方式与电表附近的 PLC调制解调器相连；第二种连接方式，室内的电力线被用来作为传输的介质，即室内 PLC方案。通过这两种方法，房子内部的各种通信设备就能与 PL
5、C接入网连接起来。1.室内 PLC网络室内 PLC系统（指全部在房屋内）使用房子内部的电力线作为传输介质，将房屋内的电话、计算机、打印机、视频设备等常用电器连接起来实现一个 PLC的局域网；采用同样的方法能够在小办公室中，实现一个 PLC的局域系统。这两种情形都能够避免敷设新通信电缆所需的高额费用，对于那些没有合适的内部通信网络设施的老房子和大楼想要安装控制系统是非常具有吸引力的。11.1电力线通信技术11.1.3 PLC接入网1.室内 PLC网络一般来说，室内 PLC的网络结构与应用低压配电网络的 PLC接入系统的网络结构大同小异，也同样需要一个基站来控制室内 PLC网络，还可能需要通过该基
6、站与室外相连，如图 11-2所示。室内 PLC网络中的所有设备都通过 PLC调制解调器来实现连接，这一点与 PLC接入网中用户的连接方式类似。 PLC调制解调器直接接到房屋墙壁内的电源插座上，各种通信设备可以方便地通过墙上插座连接到室内 PLC网络中。图 11-2 室内 PLC网络的结构11.1电力线通信技术11.1.3 PLC接入网2. PLC网络单元（ 1）基本网络单元对于利用供电网络实现通信服务而言，有些基本单元是必需的。这些基本单元的主要作用是完成信号产生和变换，使得信号能够通过电力线传输并被接收。每个 PLC接入网包含两类设备： PLC调制解调器 (PLC Modem)和 PLC主
7、/基站 (PLC Master/Base Station)。PLC调制解调器将用户所使用的标准通信设备与电力线传输介质连接。用户端的接口能够为不同的通信设备提供各种标准接口。另一端，PLC调制解调器通过耦合方式连接到供电网上，如图 11-3所示。 PLC基站 (或称主站 )，将 PLC接入网连接到骨干网络上。如图 11-4所示，它实现了骨干通信网与电力线传输介质之间的连接。图 11-3 PLC调制解调器的功能 图 11-4 PLC基站功能11.1电力线通信技术11.1.3 PLC接入网2. PLC网络单元（ 2）中继器在某些情况下，低压供电网络中的 PLC用户之间以及用户与基站之间的距离超过常
8、规 PLC接入系统的有效连接距离，就必须采用中继器。中继器将整个 PLC接入网分成若干个网段，每一段都在 PLC接入系统的有效距离内。每一个网段之间通过频带分割或者时间分割的方法相互隔离。在时间分割的方法中，一个时间段用于第一个网段内的信号传输，而另一个时间段内用于第二个网段内的信号传输。使用中继器能够有效延长 PLC技术所能提供覆盖的网络距离，但同时也会因为其设备及安装费用而提高网络成本。因此，PLC接入网中所使用的中继器的数目应尽可能少。11.1电力线通信技术11.1.3 PLC接入网2. PLC网络单元（ 3） PLC网关PLC用户通过墙上的电源插座实现与 PLC接入网相连接的方式有两种：直接连接和通过一个网关的间接连接。直接连接时 ,PLC调制解调器直接连到整个低压网中，并通过该网络与基站相连。这种连接方式中没有室内和室外之分 ,通信信号能够通过电表单元实现传输。然而由于室内和室外供电网络的特性有很大的不同，带来的额外问题是 PLC信道的传输特性和电磁兼容性方面的要求都有所不同。图 11-5 PLC用户的直接接入方式
