電力線通信技術(shù)

摘要：隨著社會信息化程度的提高，網(wǎng)絡(luò)已成為人們生活中不可缺少的一部分。網(wǎng)絡(luò)接入帶寬迅速提升，以適應(yīng)大容量、高速率的數(shù)據(jù)、視頻、語音等高質(zhì)量的信息傳輸與服務(wù)。目前常用的寬帶接入方式有電話撥號（即XDSL）方式、有線電視線路（CableModem）方式、雙絞線以太網(wǎng)方式，隨著科技的迅速發(fā)展，電力線通信已成為一種新型的寬帶接入技術(shù)，并且有著良好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：電力線通信；設(shè)備

電力線通信簡稱PLC（Power Line Communication0）是利用配電網(wǎng)低壓線路傳輸多媒體信號的一種通信方式。在發(fā)送時利用GMSK（高斯濾波最小頻移鍵控）或OFDM（正交頻分多路復(fù)用）調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進行調(diào)制，把載有高頻信息的高頻加載于電流，然后再電力線上傳輸，在接收端先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號取出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號，并傳送到計算機或電話，實現(xiàn)信息傳遞。類似的電力線通技術(shù)信早已有所應(yīng)用，電力系統(tǒng)中在中高壓輸電網(wǎng)(35千伏以上)上通過電力載波機利用較低的頻率以較低速率傳送遠動數(shù)據(jù)或話音，就是電力線通信技術(shù)應(yīng)用的主要形式之一，已經(jīng)有幾十年歷史。

PLC接入設(shè)備分局段設(shè)備和用戶端PLC調(diào)制解調(diào)器。局段負責與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)連接。在通信時來自用戶的數(shù)據(jù)進入調(diào)制解調(diào)器后，通過用戶配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端設(shè)備將信號解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。該技術(shù)不需要重新布線，在現(xiàn)有低壓配電線路上實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、和視頻業(yè)務(wù)的承載。終端用戶只需插上電源插座即可實現(xiàn)因特網(wǎng)接入，電視接收、打電話等。同樣電力線通信技術(shù)也可應(yīng)用于其他相關(guān)領(lǐng)域，對于重要場所的監(jiān)控和保護，一直需要投入大量的人力和財力，現(xiàn)在只需利用電源線，用極低的代價更新原有監(jiān)控設(shè)備即可實現(xiàn)實時遠程監(jiān)控。目前電力系統(tǒng)抄表，基本上主要依靠人工抄表完成。人工抄表的準確性、同步性難以保證。同時由于抄表地點分散，表記數(shù)量眾多，所以抄表的工作量巨大。基于電力線路載波(PLC)通信方式的自動抄表裝置，由于不需要重鋪設(shè)通信信道，節(jié)省了施工及線路費用，成為現(xiàn)代電力通訊的首選方式，使得抄表的工作量大大減少。近年來居民小區(qū)及大樓朝智能化發(fā)展，現(xiàn)在的智能化建筑已經(jīng)實現(xiàn)了5A。但是這些不同的系統(tǒng)自動化需要不同的網(wǎng)絡(luò)支持；給建設(shè)和維護網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶來了巨大的壓力。借助電力線通信技術(shù)，無論是監(jiān)控、消防、樓宇還是辦公或者通信自動化都可以利用電力線實現(xiàn)，便于管理和擴展。

電力線通信主要優(yōu)勢：

電力線通信有無可比擬的網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢，我國擁有全世界排名第二的電力輸電線路，擁有用電用戶超過10億，居民家里誰都離不開電力線；顯然連接這10億用戶的既存電力線是提供上網(wǎng)服務(wù)的巨大物質(zhì)基礎(chǔ)。在廣闊的農(nóng)村地區(qū)，特別是那些電話網(wǎng)絡(luò)不太發(fā)達的地區(qū)，PLC更有用武之地，畢竟電力網(wǎng)規(guī)模之大是任何網(wǎng)都不可比擬的。雖然這些地區(qū)上網(wǎng)短期需求量并不大，市場發(fā)展成熟較慢，但會存在電力線上網(wǎng)先入為主的局面，對PLC的長遠發(fā)展和擴展非常有利。

電力線通信可充分利用現(xiàn)有低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，不需要任何新的線路鋪設(shè)，隨意接入，簡單方便的安裝設(shè)備及使用方式，節(jié)約了資源和費用，無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物和公共設(shè)施的破壞，同時也節(jié)省了人力，共享互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接，高通訊速率可達141Mbps（將未通過升級設(shè)備可達200Mbps）。 PLC調(diào)制解調(diào)器放置在用戶家中，局端設(shè)備放置在樓宇配電室內(nèi)，隨著上游芯片廠商14M產(chǎn)品技術(shù)相對成熟。PLC設(shè)備整體投入不斷下降，據(jù)調(diào)查當前14M的PLCModem產(chǎn)品其成本已降到普通的ADSL接入貓相仿的水平，而局端設(shè)備則更便宜。由于一般一個局端拖帶PLC調(diào)制解調(diào)器的規(guī)模為20-30臺，因此隨著用戶的增長，局端設(shè)備可以隨時動態(tài)增加，這一點對于運營商來說，不必在設(shè)備采購初期投入巨大的資金。因此也有寬帶網(wǎng)絡(luò)接入最后一公里最具競爭力的解決方案之稱。

電力線通信的缺點

傳輸帶寬的問題。PLC與電話線上網(wǎng)從本質(zhì)上講并沒有區(qū)別，都是利用銅線作為傳輸媒質(zhì)，銅線上網(wǎng)的最大問題是不能解決傳輸帶寬問題。雖然14M的產(chǎn)品已經(jīng)成熟，但電力線上網(wǎng)是共享帶寬，若同一地區(qū)多個用戶同時上網(wǎng)則數(shù)據(jù)傳輸速度將會相應(yīng)降低，如何保證用戶能夠獲得足夠帶寬成為挑戰(zhàn)噪聲安全性問題。由于電力網(wǎng)使用的大多是非屏蔽線，用它來傳輸數(shù)據(jù)不可避免的會形成電磁輻射，從而會對其它無線通信，如公安部門或軍事部門的通信造成干擾；再次電力線上網(wǎng)存在不穩(wěn)定的問題，家用電器產(chǎn)生的電磁波對通信產(chǎn)生干擾，時常會發(fā)生一些不可預(yù)知的錯誤。與信號潔凈特性恒定的Ethernet電纜相比，電力線上接入了很多電器，這些電器任何時候都可以插入或拆開，并機或關(guān)閉電源。因而導(dǎo)致電力線的特性不斷變化，影響網(wǎng)速。

衰減問題。與以太網(wǎng)接入或者ADSL接入不同，盡管PLC接入可以選擇家庭內(nèi)任意電力插座聯(lián)接到Internet，但是就目前而言，由于衰減因素仍然存在，不同接入點的帶寬是不一樣的，如果家庭比較大，那么在最遠處接入，帶寬衰減將非常明顯。其次大部分情況下，PLC數(shù)據(jù)需要通過電表傳輸，帶寬往往在這里產(chǎn)生非常大的衰減，這成為PLC的技術(shù)瓶頸之一，有專家表示主要問題在于電表的設(shè)計，而不是PLC自身的技術(shù)因素，但由于電表是既有產(chǎn)品，不可能對其大規(guī)模換用，所以只能通過PLC產(chǎn)品自身技術(shù)來克服PLC衰減問題。

目前我國在沈陽及北京多個小區(qū)開通了多個PLC接入試驗網(wǎng)絡(luò)，主要以2M和14M帶寬接入為主。由于法律、服務(wù)、技術(shù)指標等影響，還沒有大規(guī)模的商用PLC系統(tǒng)投入使用。隨著科技的進一步發(fā)展，相關(guān)技術(shù)將逐步得到有效解決。最近國電科技推出的200Mb/s PLC接入方案具有布線簡單，電磁輻射低，價格便宜等優(yōu)點，在接入帶寬及穩(wěn)定性方面有了重大突破，具有強大的市場競爭力和廣泛的市場前景。電力線通信技術(shù)畢將得到廣泛應(yīng)用發(fā)展。