PLC通信技術的特點及在數據通信中的應用

萬承廣

摘 要：PLC，俗稱“電力線上網”，英文全名為Power Line Communication，主要是指利用電力線傳輸數據和話音信號的一種通信方式。PLC技術是利用低壓配電線路傳輸高速數據、語音、圖象等多媒體業務信號的一種通信方式，主要應用于家庭Internet“寬帶”接入和家電智能化聯網控制，即高速數據PLC。

關鍵詞：PLC；應用；電力線上網；通信

一、PLC通信技術概述

PLC是指利用低壓配電線路傳輸高速數據、語音、圖象等多媒體業務信號的一種通信方式，主要應用于家庭Internet“寬帶”接入和家電智能化聯網控制，即高速數據PLC。

PLC作為利用電力線組網的一種接入技術，提供寬帶網絡“最后一公里”的解決方案，廣泛適用于居民小區，酒店，辦公區，監控安防等領域。它是利用電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性。

二、PLC通信技術原理

PLC利用1.6M到30M頻帶范圍傳輸信號。在發送時，利用GMSK或OFDM調制技術將用戶數據進行調制，然后在電力線上進行傳輸，在接收端，先經過濾波器將調制信號濾出，再經過解調，就可得到原通信信號。目前可達到的通信速率依具體設備不同在4.5M～45M之間。 PLC設備分局端和調制解調器，局端負責與內部PLC調制解調器的通信和與外部網絡的連接。在通信時，來自用戶的數據進入調制解調器調制后，通過用戶的配電線路傳輸到局端設備，局端將信號解調出來，再轉到外部的Internet。

三、PLC通信技術特點

1、結構靈活，不受環境的限制：有電即可組建網絡，同時可以靈活擴展接入端口數量，使資源保持較高的利用率，在移動性方面可與WLAN媲美。

2、質量高、速度快：其技術帶寬穩定，可以很平順的在線觀賞DVD影片，它所提供的14Mbps帶寬可以為很多應用平臺提供保證。最新的電力線標準HomePlug AV傳輸速度已經達到了200Mbps；為了確保QoS，HomePlug AV采用了時分多路訪問（TDMA）與帶有沖突檢測機能的載體偵聽多路訪問（CSMA）協議，兩者結合，能夠很好地傳輸流媒體。

3、范圍廣：無所不在的電力線網絡也是這種技術的優勢。雖然無線網絡可以做到不破墻，但對于高層建筑來說，其必需布設N多個AP才能滿足需求，而且同樣不能避面信號盲區的存在。而電力線是最基礎的網絡，它的規模之大，是其他任何網絡無法比擬的。由此，運營商就可以輕松地把這種網絡接入服務滲透到每一處有電力線的地方。這一技術一旦全面進入商業化階段，將給互聯網普及帶來極大的發展空間。終端用戶只需要插上電力貓，就可以實現因特網接入，電視頻道接收節目，打電話或者是可視電話。

4、低成本：利用現有的低壓配電網絡基礎設施，無需任何布線，節約了資源。無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物、公用設施、家庭裝潢的破壞，同時也節省了人力。相對傳統的組網技術，PLC成本更低，工期短，可擴展性和可管理性更強。

四、PLC通信技術的應用

PLC通過利用傳輸電流的電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方，不用撥號，就立即可享受4.5～45Mbps的高速網絡接入，來瀏覽網頁﹑撥打電話，和觀看在線電影，從而實現集數據﹑語音﹑視頻，以及電力于一體的"四網合一"！另外，可將房屋內的電話﹑電視﹑音響﹑冰箱等家電利用PLC連接起來，進行集中控制，實現"智能家庭"的夢想。目前，PLC主要是作為一種接入技術，提供寬帶網絡"最后一公里"的解決方案，適用于居民小區，學校，酒店，寫字樓等領域。

窄帶PLC主要針對長距離電力通信傳輸。當通信使用500k（Hz）以下頻帶，受電力先天環境影響小，可以傳送較長的距離，大多使用在電力監控中。窄帶PLC在通信技術不斷發展的過程當中不斷革新，在抗噪聲調變技術和通信速度上都有大幅增長。在國外，向美國、比利時、日本等都已經建立了窄帶通信規范，為窄帶PLC的應用提供了肥沃的土壤。

窄帶PLC在應用中要解決以下問題：1、窄帶PLC可以將一個區域范圍內的電表數據匯集到集中器上，再由集中器通過網關接入其他網絡，傳輸速度受到影響，所以只適合簡單的抄表數據單向傳送。2、因為無法支撐其他業務，所以拓展性和延伸性較差。3、窄帶PLC是專用網，需要配置集中器、鋪設電纜，所以部署費用高。4、或者AMI遠距離傳輸時，在使用傳輸頻帶較低的情況下容易受到電器噪聲影響。

寬帶PLC把電力線傳感和電力線通信融為一體，通過對電信信息感知和電力線信道特性電網狀態認知，通過低延時的電力線通信技術，為電網運行和維護提供可靠、及時可操作信息。 在歐洲一些國家，寬帶PLC已經通過前期試驗和優化被電網公司用在一定規模的中壓段。PLC網絡中的糾錯機制是在協議棧的不同層次上實施的，因而足夠高的SNR可以保證PLC對抗背景噪聲的能力，還可以使寬帶PLC所用的發送方式部分避免脈沖和窄帶干擾的影響。它有速率高、實時性好、性能穩定的優點。

寬帶PLC在應用中的主要缺點有：1、地埋線衰減大。2、距離短。

五、總結

PLC作為利用電力線組網的一種接入技術，提供寬帶網絡“最后一公里”的解決方案，廣泛適用于居民小區，酒店，辦公區，監控安防等領域。它是利用電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方，不用撥號，就立即可享受4.5～45Mbps的高速網絡接入，來瀏覽網頁﹑撥打電話，和觀看在線電影，從而實現集數據、語音、視頻，以及電力于一體的“四網合一”。

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