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　　［導讀］－－電力線通信(PLC)是指通過架設在電力線桿和布置于室內的電力線進行通信。

　  電力線通信(PLC)是指通過架設在電力線桿和布置于室內的電力線進行通信，即利用專用調制解調器對信號進行調制，然后把信號加載到現有電力線中進行通信的技術。利用電力線進行載波通信是一種很成熟、在電力系統內部通信中應用很廣的老技術，但這種通信頻帶窄(日本《無線電法》規定只能使用10-450kHz頻帶)、傳輸速度慢。要想提高傳輸速度就必須增加帶寬，這就是近年來提出的電力線寬帶通信技術(BPL：Broadband over Power Line)。
　　
　　電力線寬帶通信技術
　　
　　 2002年4月日本總務省設立了“電力線通信設備研究會”，探討追加2-30MHz的可行性。增加帶寬后，就有可能將其傳輸速度最大提高至200Mbit/秒。該研究會進行了實地試驗，測量了有可能干擾2-30MHz頻帶無線通信的泄漏電波。
　　
　　但結果卻并不理想。泄漏電波強度太高。某些情況下，甚至超過了不需許可即可使用的小型無線電設備(無線電收發機、無繩麥克風和無繩電話等)的規定值。基于這種結果，該研究會最后得出結論說：擴大頻帶為時尚早。
　　
　　然而，日本總務省并非已經放棄PLC技術的實用前景。該研究會的報告中指出“由于有望在技術上取得進展，因此必須繼續進行研究開發”，對未來前景寄予厚望。
　　
　　實際上，減小泄漏電波的技術開發正在穩步進行。由于電力線一般都是雙股結構，因此如果兩股電力線的電阻差(平差)較大，泄漏電波就會增加。因此，提高平差是一種行之有效的方法。另外，在信號調制方式上，也正在根據其特點探討分類使用的可行性。
　　
　　調制方式也在不斷改進。使用寬帶的PLC通信將采用被稱為OFDM(正交頻分復用技術)的調制技術，該技術使用多個載波(傳輸數據的載波)傳輸數據。通過改進OFDM，根據傳輸線路的噪音強度動態地發送合適的載波技術正在不斷成熟。該技術稱為自適應OFDM，比如使用的時候某些特定頻帶可以完全不發送載波。
　　
　　不過，該技術并不能保證完全解決噪音問題。研究人員指出，由于即便不使用某些特定載波，也會存在一定的能量，因此最多也許只能降低30bB的無線電噪音。因此，在措施上還要求采用消除特定頻帶的陷波濾波器(Notch Filter)。
　　
　　另一個疑問是自適應OFDM是否真的能夠傳輸合適的載波。由于調制解調器要根據所檢測到的傳輸線路噪音控制功率強度，因此如果附近有弱電波接收機，調制解調器顯然是無法發現這些設備的。而且有的無線設備還組合使用弱信號和強信號。無論哪種情況，都必須在控制技術方面再多下一番功夫。
　　
　　然而，電力線通信中泄漏的電磁波不僅僅是無線電噪音。和那些已經有相應頻帶的其它無線通信方式相比，電力線通信的地位相當尷尬。由于2-30MHz頻帶已經被全部分配出去，因此問題已經不僅僅是消除特定頻帶了，而是必須把所有頻帶中的泄漏電波強度控制到很低的水平。如果嚴格遵守這一要求的話，“最低噪音”的標準將非常苛刻。由于必須達到不干擾其它所有的無線通信，因此原則上就要求噪音強度要達到與自然界原始強度相同的水平。因為即便是微弱無線電設備產生的限制電流強度，如果距離較近，那么也會在被干擾的設備中產生相當高的無線電波。
　　
　　在2002年夏季實施的實地試驗中，已經證實電線桿至各家庭之間的接線和使用電力線通信服務的建筑物會向空中泄漏電磁波。人們擔心會對業余無線電、短波與中波廣播通信和船舶通信產生干擾。不僅日本業余無線電聯盟等相關團體表示反對，專家也不斷提出意見說“泄漏電磁波強度太高、會產生問題”。因此日本總務省設立的電力線通信技術研究會2002年8月曾以“技術尚不成熟”為由，推遲了有關實用問題的決策，相關研究已經被凍結。
　　
　　但是，日本政府在2003年度的日本IT政策中允許企業對電力線通信進行研究。由此日本總務省在2004年1月有條件地解除了實地試驗的禁令，再次著手對其實用前景進行探討，并準備修改日本的《無線電法》。日本總務省附加的條件包括：(1)采用可減輕電磁波泄漏的技術；(2)不能對其它通信和周邊設備產生干擾；(3)帶寬限定在2～30MHz之間。
　　
　　截止到2004年8月26日，共獲準在14家服務商的28種設備中進行實驗。
　　
　　東京電力和松下電工等7家日本企業都在加緊進行將家庭電力線用作互聯網接入線路的電力線通信實地試驗。正在進行電力線通信實地試驗的包括東京電力和九州電力兩家電力公司，以及日本PREMINET、日本LINECOM、松下電器產業、松下電工和三菱電機等5家產品廠商及設備集成商。試驗地點總計13個。其中11個位于關西地區及九州等西日本地區。
　　
　　電力線通信將家庭電力線(電燈線)用作通信線路。通過把電力線通信調制解調器連接線插到電源插座上，就能將電力線用作訪問互聯網的線路。其特點是通過在10-30MHz左右的大帶寬中加載信號，實現數十Mbit/秒的高速通信。
　　
　　日本NEC于2004年7月12日宣布將開始對利用室內電力線的通信技術“電力線載波通信”(PLC)進行實證實驗。實驗中使用的調制解調器由東洋通信機生產，速度達到業界最大的200Mbit/秒。實證實驗將利用位于大阪府茨木市的關西電力管內設施。
　　
　　 PLC是一項不論在任何地方只要有電源插座、只需插上信息插頭即可實現通信的通信技術，人們希望該技術能在網絡家電的普及上起到關鍵性作用。NEC進行實證實驗的高速PLC將使用2-30MHz的高頻帶。該頻帶有可能會對業余無線電波等其它無線電波造成干擾，目前僅允許以開發泄漏電場降低技術為目的的實驗在2005年3月前使用。
　　
　　日本東京電力公司從2004年9月1日起到2005年3月底，在該公司的住宅內進行最高速度為200Mbit/秒的電力線通信(PLC：power line communication)實驗。東京電力表示，200Mbit/秒為目前全球最快的電力線通信速度。東京電力已開始在公司住宅等4處進行電力線通信的現地實驗。在開發200Mbit/秒調制解調器的同時，該公司已經向日本總務省關東綜合通信局申請了在住宅中的兩處進行實驗。實驗將使用住友電工開發的200Mbit/秒電力線通信調制解調器，驗證集中住宅中減少電磁波泄漏的技術等。
　　
　　東京電力對于電力線通信技術十分積極。東京電力光網絡分公司總裁表示："希望2005年秋季開始提供電力線通信商用服務"。該公司打算利用其FTTH(光纖到家庭)服務將光纖拉到用戶家中，并利用電力線通信建立家庭內部LAN。
　　
　　目前，東京電力、關西電力等各電力公司與松下電器產業等家電廠商已經開始了實證實驗。各公司的目標是PLC利用的2-30MHz的高頻帶的解禁。如果實驗結果證實該頻帶對其它無線電波沒有影響的話，將大大提高解禁的可能性。
　　
　　日本本多電子公司于2004年6月開發出降低共模噪聲的技術，該技術可應用于調制2-30MHz頻帶信號的電力線調制解調器。關鍵技術有兩個：(1)該公司與NEC共同開發出面向2-30MHz頻帶電力線調制解調器的變壓器和共模扼流圈(CMC)；(2)本多電子對收發模擬電路進行了改進。通過上述措施，不僅降低了將電力線調制解調器插入插座時發生的對連接到該電力線的其它設備產生影響的共模噪聲，并且提高了接收靈敏度。由于采用了新開發的變壓器和CMC的調制解調器，該試制品與以往的試制品比較，以下方面得到改善：(1)描述共模噪聲強度的共模電流減小約34dBμA；(2)描述接收靈敏度的變壓器輸出電平提高約11dBμV/10kHz。這意味著電力線的泄漏電場減至以往的約1/50。
　　
　　新開發的變壓器的目的在于提高接收靈敏度。以往的變壓器由于升壓后導致可接收的頻帶變窄，因此不能在利用2-30MHz寬頻帶的電力線調制解調器中使用。本多電子和NEC基于2003年共同開發10-450kHz頻帶電力線調制解調器用變壓器的經驗，開發出即使升壓后也不會使接收頻帶變窄的技術。此外還新開發出電力線通信專用的共模扼流圈。以往共模扼流圈用于電力線通信時存在正常模式下的阻抗太大的問題。另外，在共模下不存在阻抗問題。
　　
　　與使用10-450kHz頻帶的電力線調制解調器相比，使用2-30MHz頻帶的電力線調制解調器的調制信號帶寬更寬，而且電力線上的噪聲也小。本多電子表示，已經在10-450kHz頻帶調制解調器中確立降低電源部噪聲、減少發送部泄漏以及消除接收部噪聲等技術，該公司打算陸續將上述技術應用于2-30MHz頻帶的調制解調器中。今后還將為解決通過電力線泄漏電場并由此導致電磁噪聲與無線通信串音的電波干擾問題開發相關技術和開展實證試驗。該公司打算開發最高傳輸速度超過100Mbit/秒的2-30MHz頻帶電力線調制解調器，并計劃2004年夏季前完成試制機。
　　
　　美國電氣電子工程師學會(IEEE)2004年7月20日宣布，開始制定電力線寬帶(BPL：Broadband over Power Line)硬件規格IEEE P1675，目標是在2006年中期完成規格的制定。該規格旨在對地上及地下使用的BPL基礎設施硬件制定一攬子標準，另外還提供對BPL設備進行安全設置的指南。
　　
　　 BPL使用融合計算機與路由器的設備與耦合器。將來自變電所的信號導入光纖，然后加載到中壓線的電流信號上發送出去。為了保證信號強度，每隔800-1600m需設置一個中繼器。在家庭與企業附近的中繼器或路由器，把信號在到達變壓器之前從中壓線上分離出來，再發送到位于變壓器另外一側的低壓線上。這樣一來，信號就會在流向建筑物的所有低壓線上存在，如果把大樓或房屋的電力線與調制解調器相連接，就可以簡便地實現接入寬帶網。
　　
　　 IEEE的BPL工作組負責人解釋說，“把電力網作為寬帶接入媒體加以利用后，除了可以提供互聯網接入的新選擇，還能夠解決‘最后一公里’問題。BPL所帶來的利益巨大，大多數電力公司都在考慮提供BPL。但另一方面還存在著障礙，即中繼器、路由器、中壓線與低壓線用耦合器等基礎設施所需設備的安全性與性能標準尚未制定。另外，還必須有設備的設置與運用相關指南。制定IEEE P1675規格將有助于解決這些問題”。
　　
　　超寬帶無線技術(UWB)
　　
　　美國Pulse-Link公司于2004年12月13日宣布，利用數GHz帶寬的無線通信技術“UWB(ultra wideband，超寬帶無線技術)”實現最高667Mbit/秒傳輸量。該公司計劃2005年4月發貨相關IC的工業樣品。該產品可用來在家中的視聽設備之間交換高清畫質動態圖像和HDMI及IEEE1394b等接口規格的無線傳輸用途。
　　
　　 Pulse-Link稱糾錯后的傳輸量達667Mbit/秒，實際數據傳輸速度超過1Gbit/秒，隔墻最長傳輸25m左右。并計劃2005年2月開始發貨該芯片組的評價電路板，4月發貨RF IC工業樣品。
　　
　　美國In-Stat/MDR公司于2004年9月29日公布了關于超寬帶無線技術(UWB，ultra wideband)市場的調查結果，并預測，2005-2008年UWB設備將以每年400%的增長率增加。
　　
　　該技術主要面向數碼便攜式攝像機、電視、個人電腦、機頂盒以及電視監視器等周邊設備之間高速傳輸視頻等用途，目前已受到家電廠商的關注。自從2002年FCC允許使用后，該技術的支持者為實現其標準化和商用解決方案做出不懈努力。不過直到目前還沒有確定該技術的標準規格。因此也有的企業不等IEEE制訂標準規格便已著手產品開發。
　　
　　該公司認為，在推廣UWB的過程中不會遭遇其它技術的激烈競爭。目前還沒有可用來傳輸多個數碼視頻流的無線技術，也沒有標準化的技術。即使最接近的技術的數據傳輸速度也只有480Mbit/秒，相當于UWS解決方案的1～10%左右。
　　
　　該公司表示，在初期階段，設備間點對點連接將成為UWB安裝的主流，以后將發展成為點到多點(Point-to-MultiPoint)連接。該公司還認為，隨著UWB芯片組嵌入的普及，將促使成本下降和確定標準規格。因此作為連接個人電腦和家電設備之間的無線USB、UWB技術將會受到極大關注。
　　
　　在現有有線電視線路中實現高速數據
　　
　　日本松下電器公司于2004年6月宣布，在基于CATV網同軸接入線纜的超高速同軸線纜通信技術“c.LINK”的實證試驗中，實現了超過100Mbps的高速傳輸。松下電器稱：這是全球首次利用現有區域內同軸線纜在實際使用環境中實現了超過100Mbps的高速傳輸。
　　
　　該公司的實驗得到了關西線纜網絡的協助，在位于該公司服務區內的一座公寓中鋪設了光纖。公寓內部的通信使用美國Entropic Communica
　　
　　 tions公司開發的名為“c.LINK”的技術。c.LINK使用的頻率比有線電視高，通過兩部調制解調器進行數據通信。工作原理是：安裝在同軸線纜上的傳送電視信號用的分歧器 (Splitter)分配宅內終端(電視)之間的信號，通過檢測泄漏的信號來實現終端之間的通信。此次試驗從2004年4月起在小區內實施，為期兩個月。局端與小區間采用光纖連接，小區的復用區內電視信號分配便用現有的同軸線纜進行各住戶間的連接。
　　
　　 “c.LINK”技術使用的頻率因地區而異。美國使用860-1550MHz頻帶，日本使用770-1030MHz頻帶，相當于每一信道使用50MHz的帶寬，理論上最大可以獲得270Mbps的傳輸速度。Entropic公司使用多個信道之后，還可以獲得1Gbps秒以上的傳輸速度。該方式的特點是：(1)可實現最高物理速度270Mbps的高速傳輸；(2)可使用區內同軸線纜中的空頻率，與區內共享信號共存；(3)用戶家里不需要對調制解調器進行各種設置。
　　
　　原來為了在小區內實現高速雙向通信，需要使用基于區內電話線的VDSL技術，但無法實現100Mbps以上的穩定傳輸。另外，在利用同軸線纜時，上行必須傳送寬帶信號，因此需要大規模改變現有設施。而此次的方式，由于在同一頻帶內進行雙向通信，因此不需要專門留出上行帶寬。這樣便可以利用現有設施。另外，在c.LINK的應用方面，松下電器還進行了宅內各房間之間的傳輸、電視與AV服務連接等宅內網絡方面的測試。試驗證實可以順利地傳輸HD畫質的動態圖像。
　　
　　松下電器今后還將與各CATV公司合作，力爭高速線纜互聯網系統早日達到實用化水平。