全国电工仪器仪表生产力促进中心孙成发摘编
全世界所有发达国家都关注着电力线上网这个世纪梦想，西门子等几家大公司却宣布搁置这一项目。使电力线上网更加引人注目。
PLC是电力线通信技术(Power Line Communication Technology)的简称，亦被称为PLC，是指从配电变压器(10干伏/380伏)低压侧至居民用户室内电源插座220伏电力线上实现高速数据和话音通信的技术。在中高压输电网(35个伏以上)利用电力线作为通信介质进行数据和语音的传输已经有几十年历史。近年来，随着Internet技术的发展，登录上网的人数成倍增长，采用何种通信方式使用户终端连拉到最近的宽带网络设备，成为困扰人们的难点之一，也是Internet普及的瓶颈之一，被业内人士称为宽带网络接入的“最后一百米”问题。而配电网是目前覆盖范围最广的网，因此利用低压配电网进行高速数据的传输被业内人士认为是提供“最后一百米”解决方案最具竞争力的技术之一。因此，在需求的推动下，PLC再次成为人们关注的重点。现在人们所谈的PLC技术就是指在220伏/380伏的低压配电网上实现高速率数据、语音传输的技术。
随着互联网在全球范围的迅速发展和用户对新业务服务要求的不断增加，作为价格低廉，使用灵活方便，最终可提供电话、上网等服务的宽带接入产品，PLC有巨大的发展空间。然而，让PLC技术在大范围内推广使用还有一个过程。迄今为止，还没有大规模商用化PLC系统投入使用。其主要原因首先是法律上的，世界各国没有建立成熟的PLC技术标准，也没有立法允许在电力线上经营LNTERNET服务和电信服务。其次是服务上的，PLC技术提供的速率和服务质量还不稳定，没有达到高质量电信服务标准。第三是技术上的，国外配电网结构与中国相比有很小差别，国外产品无法在中国直接使用，居民小区的低压配电线路不够规范，用户装修时电源布线水平不均，电源插座的质量不同，都给电力线宽带接入的普及带来了难题，都需要PLC技术在中国电网环境下进一步完善。根据目前技术上成熟度，在一到两年内取得传输速率和服务质量上的重大突破，实现利用电力线宽带接入网络访问Internet的服务，还可为远程视频点播、家电远程控制等数字化小区服务。
PLC的技术优势、问题与应用
与其他的各种可以入户的通信技术相比较，PLC通信方式有着独特的优势。光纤和局域网等通信技术，均需铺设专门的通信电缆入户，而且综合成本(包括设备、安装、电缆铺设等费用)高。入户铺设通信电缆对用户的干优大，接口位置固定，不便于用户随意调整。对用户集中的高层住宅楼，如没有相对数量固定的用户，投资者(用户或经营者)很难受益。ADSL通信方式虽利用电话线而不需铺设专门的通信电缆，但对信质量和速度受电话线本身质量的限制，而且综合成本高。相比较而言，PLC通信具有以下独有的特点：
1 电力线的入户率高，覆盖范围大，在户内的插座(电力线通信口)多。
2 PLC的传输速率高。比普通拔号上网速率快几十倍。在网站Web服务器通畅的情况下，下载软件、大宗数据、高分辨率图片和观看网络电影，均收到满意效果。
3 安装简便。由于只需将光纤和其他形式的主通信干线铺设至居民楼的配电间，无需入户铺设电缆，大大减轻了住户的负担，避免了对户内装修的破坏和约束。
4与计算机和其他电器设备联网方便。PLC调制解调器具有RJ45和USB接口，与电源之间的连接更是方便(使用普通电源插头)。
由于PLC通信技术本身固有的特性，即通信与电源同线，使得电力网这个覆盖面最广的网络，在提供千家万户必不可少的清洁能源的同时，又为用户提供了一个通信和联网手段。
中国拥有全世界长度排名第二的电力输电线路，这些资源可以用来架设电力系统特殊光缆，免除了复杂的征地手续和大量的基础设施建设，具有重大的环境保护效益，而且在输电线路杆塔上架设光缆(OPGW)具有非常高的可靠性。电力网络是最基础的网络，它的规模之大，是任何其他网络不可比拟的。因此，利用PLC的技术手段，为用户提供在现有电线上进行数据和语音、视频等信息服务，将会对中国电信市场改革和互联网的发展带来极大的空间。
问题有三点：
一是“电网在线”所产生的辐射问题不易解决。因电力网使用的大多是非屏蔽线，用它来传输数据不可避免地会形成电磁辐射，从而会对其他无线通信，如警察部门或军事部门的通信造成干扰。德国的无线电爱好者们对此更是忧心忡忡，专门建立了“反对电网在线”的主页，力图使该计划胎死腹中。德国联邦参议院和联邦通信与邮政管理局颁布了“电网在线”条例，在为其提供法律保障的同时也对辐射问题规定了具体指标。如何减少辐射以满足上述标准，这令“电网在线”公司颇伤脑筋。
二是高速度并不能时刻得以保障。提到的速度只是理想情况下的最高速度。若同一地区多个用户同时上网，则数据传输速度将会相应地降低。尽管有些公司宣称“电网在线”最高速度理论上可达到每秒200兆比特的天文数字，但何时能实现谁也不敢说。
三是价格问题。“电网在线”是按下载数据量收费的。对于下载量较大的用户来说，这其实也不便宜。
PLC应用大致有如下几种：
1家用上网(Internet)：这是PLC技术现阶段最大的应用领域之一。电力光纤网已覆盖全国大部分省市，今年内将覆盖全国。2001年5月18日，信息产业部正式批准国家电力通信中心的ISP申请，并颁发了《中华人民共和国计算机网络国际联网业务经营许可证》，允许其在全国范围内经营《电信条例》泛指的相关电信增值业务和网络用户接入业务，中国的PLC商业化运营时间表已开始记时。
2家庭室内计算机联网(Homenetworking)：家庭内的多台计算机可通过电力线联网，共享设备等。
3家庭自动化(Homeautomation)：这是PLC技术未来最大的应用领域之一。电冰箱、电视机、空调等用电力作为能源的家用电器，都能以通过电力线进行联网控制，富有想像的家庭自动化电器设备将随着PLC技术的发展与普及，为人们的生活带来更大方便。
4自动化抄表与租赁服务：由于电力线在局部的覆盖面广，利用PLC通信技术进行电、气、水表的自动化抄表系统已经在开发和试验之中。在意大利、利用PLC技术来进行高分辨率的数字式电视租赁业务，已在研究之中。2001年12月起，国电通信心PLC办公室与韩国Xeline公司合作进行的利用电力线上网进入居民小区的试验。第一批实验7户,组网方案如下：在地下室内由光缆连接PLC主控设备，由主控设备将传输信号送入电网，在楼层间用PLC从属设备进行中继，在用户家中用PLC调制解调器上网。网络通后基本不受家用电器开启的干优，上网速度能达到300Kbps，静态画面十分稳定，动态画面基本流畅。这是PLC设备在中国电网环境下、在用户密集的高层建筑中首次试验成功。经过第一次成功的试验后，又制定了第二种试验方案，取消了楼层间的从属设备，降低了成本，提高了速率。将用户增加到14户，楼层分布最低为5层，最高为23层，经电力线传输的距离约80米，解决了接入网“最后一百米”问题。他们一致反映，使用方便，上网速度快，不受家电干优，能迅速济览国内外门户网站，观看网络在线视频点播节目，画面连续，伴音清晰，运行基本稳定，经24小时连续测试，网络接入速率最高可达2Mbps，平均速率500Kbps。为了进一步验证PLC产品在中国用户密集的住宅小区普遍适用性，下一步将继续扩大用户，测试同一配电变压器下最大用户数量及性能。 PLC技术首次在中国电网环境下的试验成功，证明了中国低压配电网实现电力线通信从技术上是可行的。它将为中国电力通信走向市场，参与竞争提供强有力的技术手段。
国际上PLC技术的发展现状
若干年前国际上就有人对PLC技术提出并进行了相应的研究，尤其是在德国、韩国、美国、瑞士等国，该项技术都已近于实用。
英国NORWEB通信公司在1990年就开始研究该项技术，1996年9月在CIGRE大会期间向各国代表展示了技术原理和演示产品，提供了在曼彻斯特进行20户小范围试验的录像资料，传输速率达到1Mbps，但仅进行了小规模现场试验，未能得到推广。
在德国，RWE集团从1997年开始与瑞士的ASCOM公司合作开发PLC技术，2000年5月开始进行200户参与的现场试验。2001年7月开展了RWE PowerNet(PLC高速上网)、RWE PowerSchool(PLC学校联网)和RWE eHome(智能建筑遥控与自动化)三项业务。
韩国XeLine公司成立于1999年5月，主要业务是开发、制造、销售基于PLC的产品和网络解决方案。在2001年3月推出PLC产品解决最后一公里接人、家庭网络应用的方案，在韩国汉城建立了与互联网相连接在示范点。目前，该公司在德国、日本、美国、中国等地建设了PLC试验点，试验产品传输速率从1Mbps。
美国公司PLC技术的发展模式不是接入网模式，而是家庭联网模式，这种模式的PLC只提供家庭内部联网，户外访问使用其他传统的通信方式。
在日本，主管信息通信产业的总务省于2001年1月10日决定以2002年为目标开发PLC技术以促进社会信息化的发展。
同时国际上对PLC专用芯片的研制也取得了突飞猛进的发展。美国的Intellon公司的14Mbit/s芯片已经达到实用水平，明年拟推出100Mbit/s的芯片。
为了推进PLC的标准化工作，国际上成立了一些PLC组织，但至今没有统一的国际标准。
我国PLC的进展情况
我国研究PLC技术起步较晚，但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术，主要考虑PLC技术用于低压抄表系统，传输速率较低。1998年开发了样机，1999年在现场进行试运行，获得了产品登记许可。1999年5月开始进行高速PLC系统的研究开发工作。2000年开始引进国外的PLC芯片，研制了2Mbps的样机，2001年下半年进行了小规模试验，效果良好。深圳国电科技有限公司是国家电力公司直属企业，2000年初就开始研制户内PLC产品，目前，采用美国Intellon公司的14Mbps芯片研制的用于户内联网的PLC产品也在进行小范围试验。下一步准备采用DS2公司的45Mbps芯片，研制输速率达到20Mbps的户内PLC联网设备。 此外，福建省电力公司、清华大学、华北电力大学等高校和科研单位也对此进行研究，主要是对我国配电网信道特性等进行深入的研究，有的完成了自己的样机并进行了小范围试验测试。
国家电力公司非常重视PLC技术的发展，公司领导多次指示要根据中国电网特点加快对PLC技术的研究开发，尽快掌握和推广应用此项技术。强调公司系统要统一组织，统一部署，避免重复引进而造成浪费，要求公司有关部门和单位集中力量组织关合攻关，争取在较短时间内，在技术研究开发和实用化方面有所突破，并提出了“利用低压配电网传输数据的技术，通过连接千家万户的供电线路提供通信服务，充分发挥电力系统独特的优势”的工作部署。
为了更好地开展LSP业务，走技术创新之路，PLC这一技术将是进入电信领域的突破口。国电通信中心于2001年9月1日正式组建了PLC办公室，建立了国内第一个PLC产品测试实验室，组织国外厂商开展试验工作。
电力、电信、电视和因特网四网合一宽带接入传输网的发明专利拥有者的观点
湖北荆州电力局公安县电力局王德清研究的室内外光纤复合电力线、复合型电力传输导线两项专利技术被授予实用新型专利权。同时，国家专利局2002年3月6日对外公告，王德清的另一项称为电力、电信、电视和因特网四网合一宽带接入传输网的发明专利已经通过初审。这项发明专利是以前两项实用新型技术专利为基础的。
王德清是一位从事电力载波通讯30多年的技术人员。他认为：电力线上网，实际上就是利用电力载波技术和电力线的接户功能来实现多媒体数据的网络化传输。但这种方式从本质上来讲，与电话线上网并没有区别，都是利用铜线作为传输媒质。而铜线上网一个最大的问题就是不能解决传输带宽的问题。一份资料指出：我国的互联网之所以不能做到高速、互动和个性化，就是因为从电话局端到每户家庭的接入线普遍采用铜质材料，使信息高速公路在离每户家庭"最后一公里"处，被铜线的传输带宽问题梗阻了。这个现象被科学家们称为"最后一公里问题"，而在铜线上实现"最后一公里"宽带网传输的设想，被称为铜线上的梦想。 电力线的入户线是铜线，所以，电力线上网同样也需要解决"最后一公里问题"。尽管一些研究资料称：电力线上网最高理想速度可达每秒2兆比特，比ISDN方式快30倍。一些国家还语出惊人：电力线上网最高的理论速度可达每秒200兆比特。但也有资料指出：现在所有关于电力线上网速度的研究数据，都只是一种理论值，而且指的是一种共享的带宽，如果将这些资源分配到每一个具体的用户桌面，就成了窄带的概念。有消息称：包括西门子公司在内的多家跨国公司最近突然宣布，搁置电力线上网项目的研究开发。据说是因为电力线上网不能实现高质量的数据传输。王德清坚持己见：电力线上网就是铜线上网。在铜线上不可能无限制地提升传输数据通讯容量的潜能。王德清根据多年从事电力载波通讯的经验断言：在我国现有技术条件下实现电力线上网，肯定无法解决电网周波变化出现的谐波干扰以及其它电磁信号和数据传输信号之间的互相干扰问题。一份资料说：德国无线电爱好者对电力线上网的电磁幅射问题忧心忡忡，并在互联网上制作了"反对电力线上网"的主页。而且西方一些国家的法律，也对此作了相关限制性规定。
王德清是带着一个与众不同的电力线上网方案，这个方案的主要思想是：绕过用纯电力线上网这个并不知道深浅的胡同口，考虑用成熟的工业技术，将光纤和传统的电力线复合成一种既能传输电能，又能传输电信、电视和因特网信号的新型导线，并充分利用电力网的杆塔、沟道、走廊、路权路由等资源，将传统电网改造成全社会共享的复合型电力公共传输网。这个构想的可行性依据是：--电力网、电信网、电视网和因特网这四个网的接入网即入户网惊人地相似，其中入户量最大的是电力配电网络，全国用电户已达10亿户之巨；此外，通电是使用其它三个网络的基本条件。因此，完全可以利用配电系统现有网络资源和一根复合型导线，将四个网络合并成一个依附于电力网的复合型公共传输网。经专家论证，这种复合型传输网络的拓朴结构，完全可以做到有机重合。可以真正解决困扰人们的信息高速公路"最后一公里问题"。其实，解决从互联网的主干网到用户桌面的"一公里"瓶颈现象，最佳的方案即是光纤入户。这个方案之所以迟迟不能实现，并不是技术问题，而是投资额巨大和利用率较低，是一种大马拉小车的超豪华方案。但如果利用电力复合型公共传输网使光纤入户，就可以节省整个光纤入户网络的投资，而仅仅是将原来的电话线换成一根一线多用的复合导线而已。有资料表明：这种入户方案最高的带宽均可做到1000兆以上，带宽的最低限也比ADSL方式高100倍，并为将来实现宽带"流媒体"技术预留了一个切实可行的物理网络平台。光传输和电能传输属于两种不同类型的传输方式，不会产生对抗性电磁干扰；同样，光纤和电力线属于两种不同类型的导体，两种材料复合在一起无需考虑电力传输和光传输的相互绝缘问题。同时光信号的传输也不会和其它电磁信号相互干扰。王德清说：用电力线上网，应该是利用电力网上网。
对他设想的电力复合型公共传输网，我们可以作以下的描述：我国的110千伏及以上高压输电线路，正在分步实施光纤复合架空地线改造工程。这一项目被称为OPGW方案。尽管OPGW的初衷，是对电力通讯配置手段的升级，但随着全国电力联网加速，这一方案将会催生一个依附于全国电力联合网的全国电力光环网。王德清十分聪明地将经过OPGW改造后的电力骨干网定义为复合型电力公共传输网的主干网。同时，他设想，在每一户家庭中，则用一种特殊的多用插头，将电力、电视、电信和因特网四种信号分离出来使用。甚至可以进一步设想：随着光电子器件价格的下降，可将每户家庭的室内电源插座全部改造成复合型智能化插座，并将所有数控家电连接一个家庭智能化局域网，使家庭生活真正实现网络化生存。
完成这个过程，王德清设计了三个具体方案，即低压配电网式宽带接入网，低压配电网式全光纤宽带接入传输网和低压配电网式无线宽带接入传输网。王德清的专利，更像是一种专业性的发现。但这发现的伟大之处，正在于发现者逆人们思维的惯性而行，却最终找到了人们思考问题的盲点。所有关于电力线上网的研究，希望通过高智慧和高科技的投入，着眼于如何提升电力线本身的潜能。可当王德清提出这个极其简单的解决办法时，人们才发现，原来身边本来就有一条直奔主题的道路。
与其它电力线上网方案相比较，王德清的设想更具有现实意义。
有关复合型电力传输导线生产的技术非常成熟，进入的门槛十分低，不需任何风险型开发性投入。
据初步论证，这个设想的实施，将会为我国的基础设施建设节约近万亿元的直接成本。 ---由于"四网合一"、"一线四用"的结果，将基本消除各类传输网络因明线架设而造成的黑色污染（视觉污染）。
最大限度地削减电磁辐射源。
每一个家庭"四网"入户的总投入将从3000元下降到560元左右，但却预留了实现家庭电器智能化的网络平台。
复合型电力公共传输网的另一个重要意义，即是这个网络的形成，可能会使占全国国有资产六分之一的2.5万亿元的电力资产迅速增值，而且其增值速度会令人瞠目。这个网络的出现，还将催生出一系列与之相关的新兴工业产业。因为这一设想，可能会引起电力、电信、电视和互联网等行业所一贯遵循的操作和运行规程的变化。
