彭 博
隨著社會信息化程度的提高,網絡已成為人們生活中不可缺少的一部分。由于人們對信息的需求已從單純的數據信息向交互式多媒體信息發展,所以急需一種可靠的接入方式來適應大容量﹑高速率的數據﹑視頻﹑圖像﹑語音等高質量信息的傳輸與服務。目前常用的是ISDN (綜合業務數字網)、ADSL、光纖網等效能較高的接入方式。但是,隨著科技的迅速發展,電力線已成為一種新型的寬帶接入技術,并且有著良好的發展前景。
1.電力線通信的概念
電力線通信技術簡稱PLC (Power Line Communica*9鄄tion),是利用配電網低壓線路傳輸高速數據﹑話音﹑圖像等多媒體業務信號的一種通信方式。因特網通過光纜連接到用戶小區大樓的總配電室后,只需通過PLC Modem 連接到用戶內電源插座上,再通過電力線連接樓宇配電變壓器端的PLC主控設備,即可完成“最后一百米”的接入,不用撥號便能在線地接收和發送In*9鄄 ternet信息,而且傳遞信息的速度比ISDN快30多倍。
2.PLC的起源與發展
1990年初,英國科學家首先提出了把電力線應用于Internet連接的技術。而應用電力線傳輸信號的實例最早要算是電力線電話。它的應用是在同一個變壓器的供電線路以內,把電信號從電力線上濾下來。1997年10月,Northern Telcom公司和Norweb 公司宣布開始進行數字電線技術的開發,這項技術使電力公司能在電力線上以1Mbit/s的速度傳送數據和話音業務。進入21世紀后,隨著PLC芯片制造技術的迅速發展,PLC芯片的傳輸速率從1Mbit/s發展到2,4,45Mbit/s。同時,瑞士、德國、西班牙、韓國在PLC的產品和網絡解決方案上也進行了多項研究實驗。2001年7月1日起,德國埃森RWE公司已經把PLC技術正式商業化,致力于德國電力線接入市場的運營、數字化家居的建設以及電力線數字學校的建設和運營。
3.PLC關鍵技術
PLC傳輸技術,是為提供端到端接入而設計的。它貫穿了從家用電源插座和最終用戶終端到電信網的入口點。它利用室內電源線網絡將IP包從用戶PC傳送至一個家庭室內入口點的集成器上,在這一入口點,另外一個傳輸段利用低壓配電網將數據傳輸至同時為多個家庭提供電源的變壓器上。其主要包括以下幾個要素。 電力線網絡單元(PNU),負責控制電力線網絡并從單元配電網集成話務,再將話務通過適當的電信干線接口傳至饋電網絡。
電源線網絡終端(PNT),為最終用戶PC或其他用戶提供適當的接口,如以太網或是USB。
耦合設備(Coupling Unit),將信號傳入線路并過濾噪聲。它將由目前的插銷插入電插座的相對獨立的設備,向與PLC Mo*9鄄dem集成于一體化轉變,使PC可以直接在網上運行。
正交頻分多路(OFDM)技術,用于提高電力線網絡的傳輸質量。它是一種多載波調制技術,即使在配電網受到嚴重干擾時,OFDM仍可提供帶寬并且保證帶寬傳輸效率。
介質接入控制(MAC),運用其很強的帶寬分配能力,使電源線網絡不僅能支持其基本用戶的數據交換,而且能靈活地適應以不同速率傳輸的上行和下行數據。
4.PLC的優勢
用電力線通信,所需成本極低。對運營商來說,不需另外鋪設電話線、光纜等,直接使用現有的電力網就可以實現通信,大大減少了在基礎網絡上的投資。而對用戶而言,無需通過電話線上網,不用支付昂貴的話費,即可得到價格低廉的互聯網服務。無所不在的電力線,可以將網絡接入服務推廣到每個家庭,不必加入到其他寬帶接入的“最后一公里”的“圈地運動”中。電力線通信能提供高速的傳輸速率。德國最大的電力設備生產商RWE已宣布,運用其電力線上網技術比ISDN撥號上網快30多倍。通過電力線,可實現整個家庭的電器與網絡一體化,推動家庭電器數字化的普及。
5.PLC的缺點
電力線傳輸所存在的明顯缺點是噪聲大和安全性低的問題。家電的使用,使電力線上有許多不可預料的噪聲和干擾源,再加上電力線通信具有時間上不可控、不恒定的特點,導致電力線的特性不斷變化,使高質量數據傳輸服務功能不能得到保證。供電網上網服務,是一種共享帶寬的技術,用戶上網的速度,取決于當時上網用戶的數量,如果多用戶同時上網,傳輸速度相對較慢。存在著帶寬拓寬問題。相對比較成熟的以太網接入技術,帶寬可拓寬到100MHz甚至 1 000MHz, PLC必須尋求帶寬拓寬的空間。
6.PLC在中國的發展
PLC技術在中國的起步較晚,但發展速度較快。中國電力科學研究院自1997年開始引進國外的 PLC芯片,研制了2Mbit/s的樣機。2001年9月,國電通信中心電力公司宿舍區建立了PLC實驗室,組織國內外PLC廠商的產品,分別進行了測試試驗。2001年12月,又在北京廣華軒小區進行了進一步試驗。使用根據中國電力線信號通道特性改造過的韓國Xeline 公司的PLC產品,并制定了適合我國電網的組網方案,在高層建筑的居民家中安裝了設備,實現了通過電力線上Internet網,并且得到了“上網靜態畫面穩定,動態畫面流暢,網頁登陸速度快,網速可與ADSL相比,不受家電干擾”的高度評價,為中國PLC的進一步發展奠定了良好基礎。
7.PLC的發展前景
由于法律﹑服務﹑技術指標等影響,迄今為止,世界范圍內還沒有大規模的商用PLC系統投入使用。但由于其高速﹑廉價﹑簡易的特點,以及隨著科技的進一步發展,其自身弊端的不斷減少, PLC電力線通信這一通信奇兵,必將引起通信領域從技術到政策變革的狂潮,同時也將真正地為用戶創造出數字化家庭網絡生活。