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电力线载波通信使用中,低压电线提供电信服务。在非专用信道中形成了窄带和宽带2种主要的应用模式。窄带PLC频率低、带宽窄,因而数据传输速率低、通信距离长;而宽带PLC则主要为互联网和多媒体提供高速短距的基本通信服务。
在此考虑的“窄带PLC”是一种在中、低压网中速率可达2~150kbit/s的技术。PLC技术可通过使用电力线来携带数据,从而不需要重新建设昂贵的网络基础设施。因此,PLC技术具有以下优势:①网络所有权:智能电网网络的建设和运营都由拥有物理设施的同一个公司负责;②网格拓扑结构:通信网和电网架构相同;③故障检测:可对设备的运行方式以及结构配置进行分析。此外,PLC网络跟随配电线路建设,从而可反映电网所处的地理信息。
欧洲智能电网的窄带PLC部署采用了欧洲电工标准委员会(CENELEC)预留给电力企业的3~95kHz频带,即CENELEC A频带。这部分频带极易受到噪声干扰,比如汽车驶过道路或者喷泉广场的声音。图2所示为由欧洲电工委员会 EN 50065-1定义的频带及其使用情况。
目前,根据调制技术的不同,已经用于部署的PLC技术主要有5种。
图2 欧洲的PLC网络频带分配2.BPL(宽带电力线)
BPL通常使用1MHz和50MHz之间的频谱,有大量的可用频段(比PRIME更多),这使得当某些频率受到干扰时,数据包有更多的选择,因而其可靠性高于PLC。但是,高频率也使其通信距离及线路长度变短。BPL速率约为1~5Mbit/s,甚至在中压线上可达15Mbit/s。这远远超过了旧窄带PLC技术(1~2kbit/s)以及像PRIME这样较新协议(>100kbit/s)的速率。
BPL节点可以设置在网状网络中。由于BPL网络有如此高的带宽,因而可以容纳更多的设备以及增加除抄表以外的功能,也可以作为局域网和广域网之间的桥接技术,适合设备密度高的城市环境。其端点不是单一的设备,而是利用“网关”连接到多个电能表或传感器。BPL网关通过ZigBee或M-Bus(读表标准)等二次技术实现与电能表等设备通信。但是,由于BPL比其他通信方式更昂贵,且存在干扰和可靠性不高等问题,过去很少有供应商成功应用BPL。
3.专用无线(RF-无线射频)
专用无线是目前美国最具影响力的网络技术,由Aclara、Elster(埃尔斯特)、Itron、Landis+Gyr、Silver Spring Networks(银泉网络)、思科(CISCO)以及Trilliant等公司提供。其使用900MHz或2.4GHz频段(或其他授权频段),采用网状或者星形拓扑结构。相对于电力线载波技术而言,专用无线技术对噪声和干扰不敏感,有更高的可靠性和更快的传输速度。星形拓扑结构便于移动终端切换,同时更适合高带宽的应用,见图3。
图3 星形拓扑结构
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