2024年4月5日发(作者：)
第
29
卷
2015
年
第
1
期
3
月
齐鲁工业大学学报
JOUＲNALOFQILUUNIVEＲSITYOFTECHNOLOGY
Vol．29
Mar．
No．1
2015
文章编号
：
1004－4280（2015）01－0044－03DOI：10．16442/j．cnki．qlgydxxb．2015．01．010
“
电力猫
”
在电力系统载波通信中的应用
刘亚魁
，
韩国政
（
齐鲁工业大学电气工程与自动化学院
，
山东济南
250353）
摘要
：
电力调制解调器
（
电力猫
）
在近几年受到了追捧
，
它可以在大空间内无需多个无线路由器
，
即可实现
然后将电路里的数字信号分离出来
，
再将分离的信号构造网络信网络的联通
。
电力猫通过电线来传输数字信号
，
分析了电力猫的优缺点
，
并对未来的应用方向号
。
本文在介绍了电力载波通信的工作原理和可靠性的基础之上
，
进行了展望
。
关键词
：
电力系统载波通信
；
电力猫
；
智能家居
中图分类号
：TN914
文献标识码
：A
PowerSystemCarrierCommunicationinPowerModem
LIUYa-kui，HANGuo-zheng
（SchoolofElectrialEngineeringandAutomation，QiluUniversofTechnology，Jinan250353，China）
Abstract：Powermodem（powercat）werepopularinrecentyears，itcanconnectedtothelocalarea
network（LAN）withoutmultiplewirelessrouter．Powercatthroughwirestotransmitdigitalsignals，and
thenseparatesignalstoconstructnetwork．Thispaperbasesonintroducingtheworkingprincipleof
electricpowercarriercommunicationandreliability，thenanalyzetheadvantagesanddisadvantagesof
powercatandthedirectionforthefutureapplication．
Keywords：electricpowercarriercommunicationsystem；powercat；smarthome
无线局域网络
（WirelessLocalAreaNetworks，
WLAN）
是不使用任何导线或传输电缆连接的局域
网
，
而使用无线电波作为数据传送的媒介
，
传送距离
WLAN
一般只有几十米
。
对于大户型的用户来讲
，
无法提供可靠的网络服务
。
——
电力调制近两年
，
一种新型的无线路由器
—
解调器
（
电力猫
）
受到了追捧
。
电力猫是运用电力
即通过电线来传输数字信号
，
然后载波通信的原理
，
再将分离再用设备将电路里的数字信号分离出来
，
的信号构造网络信号
。
电力猫在国外已经普及
，
国
内的市场则刚刚起步
，
它能够很好解决大户型房屋
的无线网络信号覆盖问题
，
在很大程度上缓解了大
户型房屋信号不清晰的状况
。
收稿日期
：2014－11－05
基金项目
：
国家自然科学基金项目
（61104034）
lykppqq@163．com．
作者简介
：
刘亚魁
（1990—），
男
，
山东梁山人
，
硕士生
，
研究方向
：
通信技术
，
1
工作原理
电力线载波通信
（powerlinecommunication，
PLC）
是指利用现有电力线
，
通过载波方式将模拟或
数字信号进行高速传输的技术
。
最大特点是不需要
重新架设网络
，
只要有电线
，
就能进行数据传
。
电力线载波技术最早出现于
20
世纪
20
年
代
，
在我国也有了将近
70
年的历史
。
随着我国智能
递
电网的飞速建设
，
电力线载波技术在智能配电网中
有了更新的发展
。
在智能配电网中的数据采集与监
视控制系统
（supervisorycomtrolanddataacquisition，
SCADA）
和高级测量系统
（advancedmetering
infrastructure，AMI），
在智能家居中被广泛使
［1－6］
网络出版时间
：2015－03－30
第
1
期
：“
电力猫
”
刘亚魁
，
等在电力系统载波通信中的应用
45
用
［7－10］
。
图
1
电力线载波通信工作原理
电力线载波通信系统的工作原理如图
1
所示
，
图中给出了通信主站向从站间利用电力线进行数据
传输的基本结构和工作原理
。
主站要发送的数据通
过数据通信接口发送到发送端的信号处理模块
，
发
送端的微处理器接收需要发送的数据
，
并对发送的
数据进行处理
，
经过不同编码方式进行编码
、
将发送
数据进行调制后
，
通信信号通过电力线耦合电路发
送到电力线上
。
接收端通过电力线耦合接口电路接
收下来发送端发送的调制信号
，
通过解调得到发送
的数据信息
，
送到接收端的微处理器进行分析处理
，
再通过通信接口送到从站通信设备中
。
从站也可以
［11－15］
。
采用类似的过程向主站发送数据信息
图
2
电力猫工作原理图
电力调制解调器
（
电力猫
）
在硬件上分为两部
分
，
即主机和拓展器
。
将网线插入主机的
WAN
口
中
，
然后将主机和拓展器置于同一电表回路内的插
座上
，
此时即可通过拓展器产生的
WiFi
信号进行网
络连接
，
可实现即插即用
。
主机在接收到网线传送的网络信号后
，
利用调
把载有信息的高频加载于制技术将数据进行调制
，
电流
，
然后在电力线上进行传输
；
在接收端
，
先经过
滤波器将调制信号取出
，
再经过解调
，
就可得到原网
络信号
，
并传送到拓展器
，
拓展器再将原网络信号转
化为无线网络信号供给用户
（
图
2）。
OFDM）
方式进行调制
，
可以有效规避干扰
，
能实现
120m
的距离内达到
50Mbps
带宽
。OFDM
不仅可
以实现规避干扰
，
而且由于采用多个子载波同时进
行传输
，
通信容量随着带宽的增加而大大增大
，
数据
传输速率也会大大增大
。
电力线载波通信的可靠性指标包括设备可靠
系统可靠性和数据可靠性
。
基于电力猫简单廉性
、
价等特点
，
笔者主要考虑数据可靠性
。
数据传输的可靠性指标用差错率来衡量
，
由于
数据信号在传输过程中不可避免的会受到外界的噪
声干扰
，
信道的特性也会给信号带来畸变
，
当噪声干
扰和信号畸变到一定程度时就会导致信号接收出现
差错
。
差错率一般用误码率
、
误比特率
、
误字率表
16］
从响应时间
、
示
。
文献
［
丢包率
、
传输速率等性
能指标验证了电力猫的实际性能
。
2
可靠性分析
载波技术虽具有明显的优势
，
但其易被干扰
，
尤
其是我国低压线路干扰情况严重
。
采用正交频分复
用
（OrthogonalFrequencydivisionmultiplexing，
46
齐鲁工业大学学报第
29
卷
3
3．1
电力猫的优缺点分析
电力猫的优势
同传统无线路由器相比
，
电力猫具有如下优势
：
1）
操作简单
。
将拓展器插到插座上即可使用
。
2）
信号覆盖广
。
有插座的地方就有信号
，
不同
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（
责任编辑
：
娄峰
，
校对
：
刘青
）
而且网络信号强
。
楼层在同一电表回路下亦可使用
，
3）
经济实惠
。
对于大户型用户
，
无线路由器穿
墙能力差
，
要想达到理想的网络环境
，
必须购置多台
无线路由设备
。
对于
140m
以上的住宅内
，
需要购
置两台单价
200
元的无线路由设备方可覆盖全部房
而单价同样在
200
元的电力猫性价比就比较高
。
间
，
3．2
电力猫发展中的障碍
由于电力网使用的是非屏蔽线
，
用它来传输数
影响数据的保密性
，
据不可避免地会形成电磁辐射
，
因此信息安全性能差
［17］
2
。
由于不间断电源
（uninterruptiblepowersystem，UPS）
一般具有滤波作
用
，
会影响电力线网络传输或是不能连线
，
所以无法
使用电力猫
。3G
乃至现在
4G
等通讯技术的发展
，
对于电力猫的普及也是不小的挑战
。
4
电力猫的应用
目前电力猫作为成熟的产品
，
在市场中主要扮
演无线路由器的角色
。
以往大户型用户都是通过多
处布线和多个路由器来实现大范围覆盖网络信号
，
电力猫的出现可以有效解决这个问题
。
现在市面上
有多个厂家不同型号的成熟产品
，
已经大范围推广
应用到居民的实际生活中
。
智能家居
（smarthome），
是指通过网络将家中
的各种电器设备连接
，
再利用智能终端来管理
。
通
过智能家居
，
用户可以同电器之间进行全方位的远
程信息交互
，
而电力猫的出现可以为智能家居提高
稳定可靠的网络
［18］
。
由于电力猫无须单独布线的优越性
，
在智能监
19］
尝试运用电力控方向也有不小的发展
。
文献
［
猫来实现电梯远程监控
，
取得了良好的效果
。
5
结语
电力载波通讯技术作为成熟的电力通讯技术
，
将随着电力猫技术越来越成熟
，
在未来智能家居
、
物
联网方向有着更为广阔的发展前景
。
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