彭 博
随着社会信息化程度的提高,网络已成为人们生活中不可缺少的一部分。由于人们对信息的需求已从单纯的数据信息向交互式多媒体信息发展,所以急需一种可靠的接入方式来适应大容量﹑高速率的数据﹑视频﹑图像﹑语音等高质量信息的传输与服务。目前常用的是ISDN (综合业务数字网)、ADSL、光纤网等效能较高的接入方式。但是,随着科技的迅速发展,电力线已成为一种新型的宽带接入技术,并且有着良好的发展前景。
1.电力线通信的概念
电力线通信技术简称PLC (Power Line Communica*9鄄tion),是利用配电网低压线路传输高速数据﹑话音﹑图像等多媒体业务信号的一种通信方式。因特网通过光缆连接到用户小区大楼的总配电室后,只需通过PLC Modem 连接到用户内电源插座上,再通过电力线连接楼宇配电变压器端的PLC主控设备,即可完成“最后一百米”的接入,不用拨号便能在线地接收和发送In*9鄄 ternet信息,而且传递信息的速度比ISDN快30多倍。
2.PLC的起源与发展
1990年初,英国科学家首先提出了把电力线应用于Internet连接的技术。而应用电力线传输信号的实例最早要算是电力线电话。它的应用是在同一个变压器的供电线路以内,把电信号从电力线上滤下来。1997年10月,Northern Telcom公司和Norweb 公司宣布开始进行数字电线技术的开发,这项技术使电力公司能在电力线上以1Mbit/s的速度传送数据和话音业务。进入21世纪后,随着PLC芯片制造技术的迅速发展,PLC芯片的传输速率从1Mbit/s发展到2,4,45Mbit/s。同时,瑞士、德国、西班牙、韩国在PLC的产品和网络解决方案上也进行了多项研究实验。2001年7月1日起,德国埃森RWE公司已经把PLC技术正式商业化,致力于德国电力线接入市场的运营、数字化家居的建设以及电力线数字学校的建设和运营。
3.PLC关键技术
PLC传输技术,是为提供端到端接入而设计的。它贯穿了从家用电源插座和最终用户终端到电信网的入口点。它利用室内电源线网络将IP包从用户PC传送至一个家庭室内入口点的集成器上,在这一入口点,另外一个传输段利用低压配电网将数据传输至同时为多个家庭提供电源的变压器上。其主要包括以下几个要素。 电力线网络单元(PNU),负责控制电力线网络并从单元配电网集成话务,再将话务通过适当的电信干线接口传至馈电网络。
电源线网络终端(PNT),为最终用户PC或其他用户提供适当的接口,如以太网或是USB。
耦合设备(Coupling Unit),将信号传入线路并过滤噪声。它将由目前的插销插入电插座的相对独立的设备,向与PLC Mo*9鄄dem集成于一体化转变,使PC可以直接在网上运行。
正交频分多路(OFDM)技术,用于提高电力线网络的传输质量。它是一种多载波调制技术,即使在配电网受到严重干扰时,OFDM仍可提供带宽并且保证带宽传输效率。
介质接入控制(MAC),运用其很强的带宽分配能力,使电源线网络不仅能支持其基本用户的数据交换,而且能灵活地适应以不同速率传输的上行和下行数据。
4.PLC的优势
用电力线通信,所需成本极低。对运营商来说,不需另外铺设电话线、光缆等,直接使用现有的电力网就可以实现通信,大大减少了在基础网络上的投资。而对用户而言,无需通过电话线上网,不用支付昂贵的话费,即可得到价格低廉的互联网服务。无所不在的电力线,可以将网络接入服务推广到每个家庭,不必加入到其他宽带接入的“最后一公里”的“圈地运动”中。电力线通信能提供高速的传输速率。德国最大的电力设备生产商RWE已宣布,运用其电力线上网技术比ISDN拨号上网快30多倍。通过电力线,可实现整个家庭的电器与网络一体化,推动家庭电器数字化的普及。
5.PLC的缺点
电力线传输所存在的明显缺点是噪声大和安全性低的问题。家电的使用,使电力线上有许多不可预料的噪声和干扰源,再加上电力线通信具有时间上不可控、不恒定的特点,导致电力线的特性不断变化,使高质量数据传输服务功能不能得到保证。供电网上网服务,是一种共享带宽的技术,用户上网的速度,取决于当时上网用户的数量,如果多用户同时上网,传输速度相对较慢。存在着带宽拓宽问题。相对比较成熟的以太网接入技术,带宽可拓宽到100MHz甚至 1 000MHz, PLC必须寻求带宽拓宽的空间。
6.PLC在中国的发展
PLC技术在中国的起步较晚,但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始引进国外的 PLC芯片,研制了2Mbit/s的样机。2001年9月,国电通信中心电力公司宿舍区建立了PLC实验室,组织国内外PLC厂商的产品,分别进行了测试试验。2001年12月,又在北京广华轩小区进行了进一步试验。使用根据中国电力线信号通道特性改造过的韩国Xeline 公司的PLC产品,并制定了适合我国电网的组网方案,在高层建筑的居民家中安装了设备,实现了通过电力线上Internet网,并且得到了“上网静态画面稳定,动态画面流畅,网页登陆速度快,网速可与ADSL相比,不受家电干扰”的高度评价,为中国PLC的进一步发展奠定了良好基础。
7.PLC的发展前景
由于法律﹑服务﹑技术指标等影响,迄今为止,世界范围内还没有大规模的商用PLC系统投入使用。但由于其高速﹑廉价﹑简易的特点,以及随着科技的进一步发展,其自身弊端的不断减少, PLC电力线通信这一通信奇兵,必将引起通信领域从技术到政策变革的狂潮,同时也将真正地为用户创造出数字化家庭网络生活。