吳 同
發(fā)展動向
電力公司的本地配電子網(wǎng)具有廣大的布線結構，既可傳送電力，也也可作為通信媒體，包括Internet。
在20世紀80年代以前，交流電源線除輸電外，僅用于簡單的低速數(shù)據(jù)通信，如電表讀數(shù)、負荷控制等。低速數(shù)據(jù)通信的應用的應用限于低壓配電變壓器的內(nèi)側，第五配電變壓器需安置集中器，通過PSTN、光纖或無線電設備而傳送。在歐洲，第一配電變壓器為數(shù)百信居住點服務，而在美國僅為4-6個居住點，因而電表自動讀數(shù)技術最早用于歐洲。隨著美國1996年電信法案的放寬管制，電力部門得以經(jīng)營通信業(yè)務，美國4-6個家庭公用一電桿上的變壓器就可提供以下的業(yè)務：本地電話接入、Internet接入，電表、水表、煤氣表讀數(shù)，電力負荷管理，盜警、火警監(jiān)測等。用交流供電線作為通信媒體所遇的難題是交流噪聲對數(shù)據(jù)的損害以及信號的衰減，近年來這些問題已得到解決。參照開放系統(tǒng)互連參考模型，采用三層的分層設計方案，以最優(yōu)化的設計使電力線的不利環(huán)境利以克服。采用高度集成的芯片組可以很容易地實現(xiàn)這簡化的三層體系結構，其底層包含物理層，低層鏈路協(xié)議，和媒體訪問控制（MAC）子層，可補償電力線的任何危急狀態(tài)。第二層為數(shù)據(jù)鏈路控制，最高層為應用層。
1、電力線物理
美國FCC的通信規(guī)程允許以535-1075MHz作為電力線通信頻段。過去的電力通信用MODEM來調制50-500KHz的載波頻率，采用移頻鏈控（FSK）或移幅鍵控（ASK）。當電器插入或拔出電源插座時，這類電力線通信MODEM需經(jīng)常加以調整，以調節(jié)信號的衰減和噪聲。一般說來，擴頻系統(tǒng)具有良好的抗電力線噪聲性的噪聲和頻率衰減等影響而產(chǎn)生了信與同步問題。在物理層中采用了獨特的擴頻技術提供了快速同步，使電力線通信成為高速、可靠、實用，使數(shù)據(jù)以連續(xù)序列的比特傳輸于短幀之中。物理層也介入快速的均衡作用，使接收信號所受到的噪聲和頻率衰減得到補償。
2、可靠的低層鏈路協(xié)議
數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議層具有三項關鍵的特性，使這種大型、多節(jié)點網(wǎng)絡能可靠地運行于電力線。首先，該鏈路協(xié)議將用戶發(fā)出的較長信息包折成較短的電力線幀。對于電力線傳輸來說，短幀是必要的，因為傳輸愈長所受到的損傷也就越大。其次，該鏈路協(xié)議提供了可靠的糾錯與檢錯，當收到幀時就對其中的數(shù)據(jù)進行檢測，并確定應重發(fā)的幀。第三，該鏈路協(xié)議提供自適應均衡，由于電力線上的噪聲和衰減以千毫的數(shù)量級時刻變化，如不及時補償，信號就將丟失。
3、媒體訪問控制（MCA）子層
媒體訪問控制子層采用MAC算法，專用線所用的MAC算法不能轉移到電力線。令牌傳遞是適用于電力線的方案。在電力線上，噪聲與信號之間的區(qū)分是比較困難的，令牌傳遞可在噪聲環(huán)境下保證節(jié)點間三萬握手的可靠傳送而不致丟失令牌。由于每一節(jié)點的位置各不相同，每一節(jié)點在不同的噪聲和衰減情況下“聽”傳輸。有此可能，某些站點遺失一次傳輸，而另一些站點則“聽”傳輸。在令牌傳遞中，節(jié)點在未獲得令牌之前不能傳送，因此在任一節(jié)點傳輸時其它各節(jié)點不可能發(fā)送。
運用前景
在當前，電力線通信技術以得到多種應用，如銷售點（POS）網(wǎng)路，自動儲貨機監(jiān)視，以及冷藏集裝箱洋貨運通訊的一種ISO標準。以上這些表明了以電力線作為高速通信媒體的價值，這種通信技術僅向用戶提供便于搬移的設備，就可免除了裝設專用通信線路的費用和麻煩。
供個人計算機的電力線通信網(wǎng)路技術產(chǎn)品即將問世，其速率與Ethernet相似，這將給居民提供高速Internet接入而不象其它的ISP那樣需要巨大的基礎結構投資，從而開創(chuàng)了一項新的商業(yè)領域。
