TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên : Nông Văn Niệp
Ngày sinh : 05/01/1964
Nơi sinh : Bắc kạn
Đơn vị công tác : Sở Thông tin & Truyền thông Tỉnh Bắc Kạn
Cơ sở đào tạo : Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp
Đại học Thái nguyên
Chuyên ngành đào tạo - Khoá học: Kỹ thuật Điện tử - K11.
Địa chỉ Mail : SDT: 0914861999
Tên đề tài:
“NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRUYỀN THOẠI
QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN LỰC”
Nội dung nghiên cứu chi tiết:
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PLC
(POWER LINE COMMUNICATION)
1.1. Lịch sử phát triển công nghệ PLC
1.1.1. Khái niệm PLC
PLC (Power Line Communication) là công nghệ sử dụng mạng
lưới đường dây cung cấp điện năng cho mục đích truyền tải thông tin
nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư (hình 1.1).
Hình 1.1: Hệ thống truyền thông tin trên đường dây điện lực
1
PLC được phát triển bởi Northern Telecom và United Utilities,
có khả năng truyền số liệu ở tốc độ trên 1Mbps (thế hệ X10) dựa trên
cơ sở hạ tầng điện lực có sẵn.
Công nghệ PLC ra đời do những nguyên nhân sau:
• Nhu cầu truy nhập Internet băng thông rộng rất bức thiết,

lực trên thế giới, từ lâu Tổng công ty Điện lực Việt Nam đã sử dụng
kỹ thuật này để truyền tải ba các thông tin phục vụ ngành điện, nhưng
với cách này tốc độ truyền tin rất thấp. Ngày nay với sự phát triển
nhanh chóng của công nghệ, đặc biệt là công nghệ sản xuất vi mạch
tích hợp giá rẻ cho từng ứng dụng đặc biệt - ASIC (Application
Specific Integrated Circuit) đã cho phép PLC có những bước phát
triển nhảy vọt và trở thành một trong những công nghệ truy cập băng
rộng và tốc độ cao đầy hứa hẹn.
Kết luận chương
Công nghệ PLC hiện nay đã được ngày một hoàn thiện cho
phép hệ thống truyền tin PLC là ưu việt cho truyền dẫn dữ liệu trên
mạng lưới điện lực sẵn có với thông lượng tối đa và mức năng lượng
tối thiểu.
Hệ thống PLC dễ dàng sử dụng vì:
• Chiếm tới 90% kết nối của hộ gia đình,mỗi ổ cắm chính là
một giao tiếp kết nối.
• Không kéo thêm cáp mới - công nghệ vượt qua đối thủ cạnh
tranh để dẫn đầu.
3
• Là một sự chọn lựa thực sự bắt lấy cơ hội kinh doanh trong
thị trường-làm lợi cho khách hàng.
• Băng thông ngày một tăng lên đáp ứng đòi hỏi về truy cập
dải rộng.
• Đáp ứng nhu cầu tăng của mạng trong nhà.
Nhưng thực tế đường dây điện lực là một môi trường truyền
thông rất nhạy cảm, các đặc tính của kênh thay đổi theo thời gian tuỳ
thuộc vào tải và vị trí, cho đến nay các đặc tính cụ thể của kênh vẫn
là những vấn đề được nghiên cứu nhằm đưa ra các giải pháp xử lý
hiệu quả. Phần tiếp theo của chương sẽ trình bày về yếu tố ảnh
hưởng, các kỹ thuật phối ghép, điều chế và mã hóa tín hiệu trên

được sử dụng sóng tần số thấp vài trăm KHz đến sóng tần số siêu cao
hàng GHz mang lại. Nguồn nhiễu sơ cấp của nhiễu trong khu vực dân
cư là các thiết bị điện dân dụng: động cơ, đèn chiếu sáng, tivi…
2.1.3. Trở kháng đường truyền và sự phối hợp trở kháng
Ở hình 2.1 các tham số quan trọng của hệ thống là trở kháng
đầu ra của máy phát Z
t
và trở kháng đầu vào của máy thu Z
l
. Đường
dây điện lực giống như một anten phát/thu làm cản trở quá trình
phát/thu tin. Mọi hệ thống truyền thông luôn cố gắng để đạt được
phối hợp trở kháng tốt, nhưng mạng đường dây điện lực chưa thích
nghi được với vấn đề này vì trở kháng đầu vào (hay đầu ra) thay đổi
theo thời gian đối với tải và vị trí khác nhau, nó có thể thấp cỡ mΩ
hay cao tới hàng nghìn Ω, và thấp một cách đặc biệt tại các trạm con.
Một số trở kháng không phối hợp khác có thể xuất hiện trên đường
dây điện lực (ví dụ do các hộp cáp không phối hợp trở kháng với
cáp), và vì vậy suy giảm tín hiệu càng lớn hơn.
5
2.1.4. Suy hao trên lưới điện
Một vấn đề lớn khác ảnh hưởng đến việc truyền thông trên
đường cáp điện là sự suy hao. Đối với sóng tần số cao truyền trên
lưới điện thì sự suy hao là rất lớn, lớn hơn so với các hệ thống thông
tin khác như thông tin vô tuyến, cáp, cáp quang…
Các yếu tố dẫn đến điều đó bao gồm: Thứ nhất là do các tải
tiêu thụ kết nối với lưới điện, bản thân mỗi tải tiêu thụ điện thì cũng
sẽ tiêu thụ tín hiệu cao tần dù ít hay nhiều, và thực tế cho thấy rằng
sự suy giảm gây ra là rất đáng kể, đặc biệt là những thiết bị có tính
dung kháng hoặc những thiết bị đốt nóng (có công suất lớn). Nguyên

lọc thụ động thì tín hiệu nằm trong dải lọc sẽ được cho qua bộ lọc với
sự suy hao nhất định nên tín hiệu ra sẽ nhỏ hơn tín hiệu vào.
2.3. Các phương thức mã hóa
Đường dây truyền tải điện không phải được thiết kế để dành
cho truyền dữ liệu. Khi đưa thông tin truyền trên đó, ta sẽ gặp phải
rất nhiều yếu tố gây nhiễu cho tín hiệu vì vậy ta chủ yếu quan tâm
đến mã hóa kênh để phát hiện lỗi và sửa lỗi. Các mã sửa lỗi như mã
xoắn và mã Reed - Solomon có thể kết hợp với nhau trong hệ thống
để cải thiện chất lượng hệ thống.
2.4. Các phương thức điều chế tín hiệu
2.4.1. Tổng quan về kỹ thuật điều chế trong viễn thông.
Bộ điều chế số và giải điều chế số là một phần của máy phát và
máy thu, kỹ thuật điều chế liên quan đến việc truyền dẫn trên cáp
bọc, cáp đồng trục. Trong chương này ta sẽ điểm lại các kỹ thuật điều
chế khác nhau đã có, cùng với việc tính toán xắc suất lỗi đối với
phần lớn các trường hợp và phương pháp giảm xắc suất lỗi.
2.5. Kỹ thuật trải phổ
Như chúng ta đã biết thì mọi kỹ thuật điều chế và giải điều chế
ngoài việc nhằm mục đích truyền được tín hiệu đi xa còn phải bảo
7
mật trong suốt quá trình truyền từ phía phát sang phía thu. Một trong
những kỹ thuật điều chế và giải điều chế số thỏa mãn được hầu hết
các điều kiện trên và có hiệu quả cao là kỹ thuật trải phổ. Có hai loại
kỹ thuật trải phổ chính là trải phổ dãy trực tiếp và trải phổ nhảy tần.
2.6. Công nghệ OFDM
OFDM là một kỹ thuật truyền thông tin đa sóng mang xuất
hiện từ gíữa những năm 60. Hệ thống đầu tiên sử dụng kỹ thuật này
là HF radio links của quân đội (năm 1957). Đến năm 1966, Robert
Chang nhận bằng sáng chế với mô hình hệ thống OFDM. Mặc dù
những khái niệm về OFDM đã được đề cập từ rất lâu như vậy

trên mạng điện hạ thế
3.1.2. Lựa chọn phương án thực hiện
- Chế độ làm việc: Đơn công hoặc bán song công, chế độ song
công không được chọn do thực hiện mạch song công khá phức tạp về
phần cứng. Để điều khiển hoạt động của hệ thống ta có thể dùng các
loại vi điều khiển, 89C51 được lựa chọn do khá quen thuộc và tính
năng có thể đáp ứng được yêu cầu của hệ thống. Để truyền thông tin
từ một modul đến các modul khác thì mỗi modul thu sẽ được đánh
một địa chỉ riêng biệt, tín hiệu điều khiển cần truyền đi sẽ được đưa
vào khung truyền dẫn bằng phương pháp truyền nối tiếp không đồng
bộ, mỗi một khung truyền dẫn đều có chứa địa chỉ của nơi đến và tín
hiệu điều khiển.
3.1.3. Xây dựng sơ đồ khối cho hệ thống
Từ các yêu cầu trên ta thấy rằng hệ thống cần có các khối chức
năng sau.
- Khối giao tiếp với lưới điện
- Khối khuếch đại thu bao gồm các thành phần:
+ Bộ lọc tương tự
+ Mạch khuếch đại
9
- Khối khuếch đại phát: Bao gồm khuếch đại kích và khuếch
đại công suất.
- Khối điều chế tín hiệu
- Khối giải điêù chế
- Khối vi xử lí
- Khối khuếch đại âm tần
- Khối chuyển mạch (đối với chế độ bán song công).
3.2. Thử nghiệm các phương thức điều chế
Phần này trình bày về quá trình thử nghiệm các phương thức điều
chế và giải điều chế tín hiệu ASK, FSK, BPSK,FM. Kiểm tra dạng tín

tần trên cho hệ thống.
3.3.1. Thiết kế modul phát
Ở Modul phát ta cần thiết kế các phần sau: mạch điều khiển
hoạt động cho máy phát, mạch điều chế tín hiệu, mạch khuếch đại
phát, mạch phối ghép với lưới điện và mạch khuếch đại âm thanh.
3.3.2. Thiết kế modul thu
Ở Modul thu ta phải thiết kế các phần sau: mạch phối ghép với
lưới điện, mạch khuếch đại thu, mạch giải điều chế FSK, mạch giải
điều chế FM, mạch điều khiển thu.
3.3.3. Sơ đồ nguyên lý , lưu đồ thuật toán và sơ đồ mạch thực
3.3.3.1. Lưu đồ thuật toán của Modul phát:
11
12
3.3.4. Nhận xét
Về sự chống nhiễu: Mạch cho thấy khả năng chống nhiễu khá tốt,
ngay cả vào thời gian nhiễu lớn nhất trong ngày, và cùng với sự hoạt
động của các thiết bị gây nhiễu mạnh như máy khoan, máy mài kim
loại… cũng chưa thấy gây tác động đến hoạt động của hệ thống. Khi
kiểm tra sự ảnh hưởng của máy phát đến các thiết bị điện nhạy cảm
như TV thì cũng không thấy có tác động tiêu cực nào.
Về phạm vi hoạt động: qua một số lần kiểm tra hệ thống hoàn
toàn hoạt động tốt trong phạm vi một hoặc vài căn hộ lân cận (dưới
100m về chiều dài đường điện), ở khoảng cách về đường điện xa hơn
(vào khoảng 100m) thì hệ thống hoạt động bắt đầu kém đi, phụ thuộc
vào điều kiện gây suy hao là sự tiêu thụ điện sinh hoạt. Như vậy, tuy
mới chỉ thử nghiệm công suất ra rất thấp, đặc biệt là công suất phát
thực lên đường truyền càng nhỏ hơn rất nhiều nhưng kết quả về tầm
hoạt động thu được là khá tốt.
Về tính ổn định của hệ thống thì vẫn là điều cần được kiểm
nghiệm thêm do khả năng trôi tần số là có thể xảy ra.

trọng nhất cần giải quyết là tìm ra phương thức phối ghép tín hiệu,
mã hóa, điều chế phù hợp. bên cạnh đó cần xây dựng hệ thống dựa
trên các giao thức đã được sửa đổi tối ưu và chuẩn hóa.
14
Sau một thời gian tìm hiểu nghiên cứu, luận văn đã trình bày
được các vấn đề sau:
 Trình bày nguyên lý cơ bản của các hệ thống truyền thông
qua đường dây điện lực; Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng đến hệ
thống và đưa ra các giải pháp kỹ thuật khắc phục; Cập nhật các thành
tự đạt được trên thế giới về công nghệ truyền thông PLC;
 Để xuất, phân tích, lựa chọn thiết bị, lựa chọn giao thức và
thiết kế, lắp ráp một hệ thống AMR PLC đơn giản dùng vi điều khiển
AT8951 và modem truyền thông CD4046 giao tiếp, điều khiển thiết
bị cũng như truyền thoại với chi phí thấp.
Hướng phát triển của đề tài là tiếp tục thử nghiệm các kỹ thuật
mã hóa, trải phổ và kỹ thuật điều chế OFDM nhằm nâng cao chất
lượng hệ thống. Bên cạnh đó cũng triển khai các ứng dụng của mạng
truyền thông PLC như đọc công tơ từ xa, giám sát nhà thông minh,
truyền số liệu tốc độ cao và đặc biệt là truyền hình qua mạng PLC.
Một lần nữa tác giả xin được cảm ơn Thầy giáo TS. Nguyễn
Thanh Hà, Khoa Điện tử, Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp-
Đại học Thái Nguyên đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn trong thời gian
thực hiện đề tài, cảm ơn sự giúp đỡ của gia đình, bạn bè và các đồng
nghiệp trong thời gian qua.
Thái Nguyên ngày 30 tháng 08 năm 2010
Người thực hiện
Nông Văn Niệp
15
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. The need of a European Standard for Power Line Communiaction in