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鞏緒禮 中國新疆電力設計院系統室

    摘  要：新疆地區的電力載波通信是新疆電力系統的一種基本的通信方式，它可以通過電力線傳送話音、遠動和繼電保護與指令。由于電力載波具有依靠現行的電力線傳遞調度指令，不需專門架設線路，且線路、桿路牢固可靠，投資省等特點，因而在新疆電力系統中得到廣泛的應用。
    關鍵詞：通信 載波 數字載波機

1 引言��

    到2005年底，我國電力通信網的骨干網和局間中繼線路已普遍使用光纜，光纖進入電力接入網領域將成為必然的趨勢。但由于種種原因，光纖化進程尚需相當一段時間。根據國內外專家預測，至少到2015年光纖化才會開始普及。在相當長一段時間內，西北某些地區的電力調度仍將采用電力線載波通信為主要手段。

2 分析和思考

　　電力系統對信息采集和傳輸效果的要求越來越高，電力網絡數字化、綜合化對通信方式和設備的要求也在不斷提高。電力線載波通信系統作為電力系統專用通信網中較廣泛使用的傳統通信方式，曾經在電力系統通信中占主導地位。在新疆地區，電力系統110kV以下變電所（包括110kV變電所的調度通信）基本以這種通信方式為主，以市話通信為備用通信方式。但近十年來，由于微波、光纖、衛星等通信手段的發展，而傳統電力線載波機因技術水平限制，遠不能滿足現代電力系統通信要求。在新疆電力通信市場上，我們可以看到各制造商在新產品開發方面，均不同程度地引入了當前通信領域中的一些新技術、新工藝，從而使這一傳統的模擬通信系統從結構、性能…等方面均有很大的改良。然而各制造商的設計能力、制造水平參差不齊，導致產品的技術含量、可靠性、可維性…等有很大的差異。加之各制造商對其產品不同重點的推薦，給最終用戶在正確地選擇和使用上帶來了一些困擾。因此，在經過一年多的思考和總結中，感覺能對目前新疆電力線載波通信的方式和產品較系統分類、評價是十分有意義的，對今后正確選擇和使用通信設備也是很有幫助和有必要的。

　　一、目前新疆電力載波的種類：根據音頻部分是否采用復接技術和信道部分所采用的調制方式，可將電力線載波機分成模擬電力線載波機、數字式（數字化）電力線載波機。我區的模擬電力線載波機主要以ZDD系列和ZJ系列為主；數字式（數字化）電力線載波機主要以ESB系列為主。

　　二、現將這兩種新疆電力線載波通信的方式和產品進行比較、分析。為了簡單和可比性，以下敘述均指帶寬為4HKz的載波機。

　　1．ZDD系列和ZJ系列模擬電力線載波機的主要特點： ① 音頻部分主要采用頻分技術 ② 信道部分采用SSB調制，即單邊帶調幅模擬調制方式[1] ③ 利用頻分技術可提供一路話音和一路數據，即一路窄帶話音（0.3－2.0KHz）、一路低速數據（速率≤600bps）；

　　2．數字式（數字化）電力線載波機的主要特點： ① 音頻部分采用TDM加TCM（時分復接、網格編碼）或DSP等數字技術，即音頻部分采用多路數字復接器 ② 信道部分采用SSB調制，即單邊帶調幅模擬調制方式 ③ 可提供多路語音和多路異步數據（理論上，但實際達不到）。

　　3.模擬和數字化（數字式）電力線載波機的性能對比：

　　通過以上的比較和分析，不難看出，模擬載波機在原有4KHz帶寬內不能滿足傳輸高速多路自動化數據信號和多路電話， 而數字化電力線載波機雖然采用多路數字復接技術，但是信道部分仍采用SSB調制，即單邊帶調幅模擬調制方式，導致其對信道的要求非常嚴格 即最大的帶寬 、高S/Nl 、平坦的振幅傳輸特性、 線性相位特性，后果是線路適應能力較差 數據傳輸隨線路環境情況變差時易中斷。

三 新疆電力系統通信市場的產品

　　由于模擬載波機的使用局限性，我們在新疆電力系統通信市場可以看到不少新產品。這些產品在設計中大量使用了DSP、FPGA、CPLD等數字信號處理技術，有些還引入了OPQSK等數字調制技術，盡量采用軟件代替硬件的措施，在制造過程中采用表面貼裝器件及SMT貼裝工藝。由于各制造商研制水平能力的差異，所提供給用戶的產品在技術含量上的差距呈現日漸擴大的趨勢，這一現象，不僅各制造商應充分認識和關注，而且用戶也應引起重視。 1．目前較先進的產品：① 采用CPLD（復雜可編程邏輯器件）硬件平臺，高頻信道部分采用全數字一次調制/解調技術，由軟件完成自動增益控制AGC、自適應數字均衡等功能。 由于采用了 a.數字技術一次調制/解調 b.高速模/數、數/模轉換 c.自適應數字均衡 d.數字檢錯、糾錯編碼 e.高精度數控振蕩器 f.多級數字濾波器 因而這種載波機最突出的優點是抗干擾能力特別強和全自動免調整、免維護。 2．其他產品 ① 信道部分采用多級濾波搬移法或相移法完成SSB-SC調制和解調。 ② 采用DSP或FPGA硬件平臺分別完成： a．AGC功能 b．FDM c．自適應均衡 d．E/M信令系統 ③ 具備SNMP的一些功能 3．面臨淘汰產品 ① 信道部分采用多級濾波搬移法或相移法完成SSB調制和解調[2]。 ② AGC功能：由導頻提取機械濾波器，全硬件或MCU完成。 ③ FDM復用：分別采用以下方式完成： a．開關電容濾波器 b．RC無源濾波器 c．LC濾波器 ④ E/M信令系統 a．采用機械濾波或LC/FSK振蕩器產生M信令。 b．采用FSK/ASIC（如XR2211）接收E信令。 ⑤ 一般不具備均衡功能。 ⑥ 不具備SNMP功能。

　　在新疆電力系統通信市場出現的全數字電力線載波機的主要特點是：多路數字復接技術和信道部分采用OPQSK數字調相等高效數字調制技術[3]。OPQSK這種新數字調制技術是在高頻信道部分采用數字一次調制/解調技術。從該產品的工程投標廠商所提供的成功應用先例上看：其系統容量為6路（數據話路靈活配置）； 數據數率0.3～19.2kbps可設置 ；網管功能 完善； 由于信道采用全數字調制，數字解調對傳輸信號有再生功能，可以對信號損傷有所修復，并對線路采用了自動數字均衡技術，所以信道的要求低，通話質量良好；數據誤碼率較低這些優點能夠滿足現代新疆電力系統未來通信發展的要求。

3 結論

　　在選擇使用電力線載波設備時應根據我們新疆電力系統通信的具體情況來綜合考慮。

　　1． 對眾多品牌、型號的產品，進行正確的分類和分級。

　　2． 根據需要的傳輸容量，信號種類，確立使用何類產品。即使用模擬還是數字化（式）電力線載波設備。

　　3． 根據線路情況、線路長短、電壓等級來確立使用何級產品。電壓等級高、線路長、線路情況不理想，應選擇高等級產品。

　　4． 根據環境情況選擇使用產品的等級。對于雨、霧、覆冰等多發地區，應選擇高等級的產品。

　　5． 根據具體的投資情況盡可能地選用高等級的產品。一般情況，一級產品售價較高，二級、三級產品差別較小。

　　6． 根據通信需求的發展情況選擇產品。若今后需要升級或擴容，應選擇等級高的產品。

　　7． 在條件允許的情況下，應盡可能使用高等級產品。因其具有良好的升級能力和較長的使用期限。

　　總之，對新疆電力系統的載波通信設備進行科學、全面地分析是困難的，限于水平和經驗，希望工作在新疆電力系統通信崗位上的同志們積極提出批評和建議，共同為提高我區電力通信的技術和質量而努力。