陈庆园/(ChinaByte)
PLC技术,俗称“电力线上网”,英文为Power Line Communication,简称PLC,主要是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。通过电力线通讯已经有几十年的发展历史,最早出现于上世纪二十年代初期。在我国,四十年代已有日本生产的载波机在东北运行,做为长距离调度的通信手段。它以电力线路为传输通道,具有通道可靠性高、投资少见效快、与电网建设同步等得天独厚的优点。近年来,随着Internet技术的飞速发展, 利用220V低压电力线传输高速数据的价值越来越为人们所重视,因为它具有不用布线、覆盖范围广、连接方便的显著特点,被认为是提供 “最后一公里”解决方案最具竞争力的技术之一。
由于电力线上网的潜在市场空间,包括我国在内世界许多国家纷纷投入研究和开发。早在 1990年英国Norweb通讯公司就开始对电力线载波通讯进行研究。1995年,该公司又与加拿大北电网络联手,共同开发这项新技术。1998年就已成功地进行了采用传统的输电线路进行Internet接入的试验。
2000年4月由思科、英特尔、惠普、松下和夏普等13家公司组成的“家庭插电联盟” (HomePlug Powerline Alliance,简称HPA),致力于创造共同的家用电线网络通信技术标准。此后, “家庭插电联盟”发布了该标准的第1个版本Home-Plug 1.0。 在电力线家庭网络中,只需在事先安装好的万能插座上插入电源插头即可构筑起LAN。
2001年3月德国电力工业巨头RWE公司和它的合作伙伴瑞士的Ascom发起一项名PowerNet的计划。根据这项计划,两家公司将向大约20,000用户提供这种利用电源线路的互联网接入服务。
2001年5月,日本60家有关企业近日设立联合机构“电线载波通信设备开发部会”,研究用输电线做通信线路的技术。
最近,我国福建省电力试验研究院研制成功“数字化输电线路技术“的核心产品——电力调制解调器及多个相关产品,其传输速率达到10M。同时国电通信中心采用国内外电力线通信(PLC)组网设备,在北京某生活小区成功地进行了lnternet接人试验,并获得了较理想效果。
以上的进展表明电力线上网已经走出试验室,开始趋于成熟走向应用。开始展示出自身的优势。
电力线上网充分利用现有的配电网络基础设施,无需任何布线,是一种“No NewWires”技术。可以节省了巨大的新增投资。目前,我国拥有全世界长度排名第二的电力输电线路,全国 500kV和330kV的电力线路长达25094.16千米,220kV线路107348.06千米,加上110kV线路共计 310000千米,可绕地球近8圈。我国目前电话用户不到3亿,但用电用户已超过10亿,显然这连接 10亿用户的既存电力线是提供上网服务的巨大物质基础,直接在覆盖全国的电力网络上架构互联网连接将比现在铺设光纤的方式节省大量的人力和物力。
事实上从广义上来讲电力线上网从层次上可分为中压配电网、低压配电网和家庭内部网络。家庭内部网络是指通过电力线组建高速LAN;低压配电网是指从中压变电站到用户电表的一点对多点通信,解决Internet“最后一公里”问题;中压配电网主要从中压变电站到主要变电站。 由于电线通信的费用仅为利用光纤通信电缆互联网服务的60%至70%,并且不必支付使用线路费,从而大大降低了通信费用,据称目前实验室的最高通信速率可达到2.5Gb/s。如果该技术得到广泛的应用,那么将极大的影响电信市场。
目前PLC技术已经形成两种发展模式:其一为以美国为代表的家庭联网模式,这种模式的PLC 只提供家庭内部联网,即是指通过家庭的内部的普通电力线,进行组网连接家庭内部局域网,户外访问使用其它传统的通信方式,支持该模式的国际组织为Home-Plug,是一个为高速家用电力线通信网络产品和服务提供开放规范而成立的论坛。
另一种模式是面向欧洲和亚太市场的,提供自配电变压器或楼边至用户家庭的全面PLC解决方案,国内现在发展的也主要是这种模式。该模式的国际组织为国际电力线通信论坛。2000年3月 23-24日,在瑞士的Interlaken召开了国际电力线通信技术论坛成立大会,该论坛着重制定与PLC 有关的技术标准、讨论并解决相关问题,以促进PLC技术的发展,来自17个国家的51个厂商、用户、投资者成为论坛成员,其中包括北电网络、思科系统等IT行业的巨头。
以上这两种模式既相互沟通,同时也各侧重于电力线联网应用的不同侧面。前者充分利用室内的电力线,节约了资源,无需任何布线、穿墙打洞,避免了对建筑和房屋结构的破坏,同时也节省了人力,能够将整个家庭的电器与网络联为一体,在室内的设备之间构筑起可自由交换信息的局域网,使人们能够通过网络来控制自己家里的电器设备,为家庭智能化网络打下基础。
后者延伸方便,电力线在家庭、公司及各种场所处处可达。理论上电线作为通信线路的通信速度,根据不同的频率可达每秒3兆比特或10兆比特,与光纤大致相同。用户只需要添加一个特制的调制解调器,这个调制调解器的数据线顶端是一个常规电源插头,用户将电脑与调制解调器接通,再将调制解调器插上电源插座,电脑即可上网,在其宽带线路上可以和其他宽带服务一样提供广泛的增值信息业务,包括基于IP的话音业务(VoIP)、电视会议、视频广播、视频点播(VOD)、宽带因特网接入、电子商务、远程教育和远程医疗等多种服务。一个民用220V线路的变压器只覆盖一定范围内的用户,所以在同一条电力线上的资源不会因为用户太多而降低效率。相对于用电话拨号上网和ADSL来讲大多数家庭电话线路不多,限制了可连结上网的电脑数,而PLC则不受这方面影响,在家庭各个插头处都可以连接电脑。除了可以方便的进行宽带互联网连接外还可以进行远程自动读出水、电、气表数据,这样就可以方便的自动用电子货币结算用户生活的所有收费项目,节省大量人力、物力,也极大地方便了用户;同时利用的“电线上网”永久在线连接,构建的防火、防盗、防有毒气体泄漏等的保安监控系统,让上班族高枕无忧。并且,可以为电力公司提供负荷控制、需求侧管理的新手段,提高电力公司管理水平。
虽然PLC在技术上的优点有目共睹,但是其还存在着相当的问题。电压不稳定对于电力线上网有很大的障碍,国电中心的负责人在测试后表示主要的是用电负荷高峰期影响稳定性,速率的波动比较大。也就是说,从现有的条件来说,每到晚上家庭用电高峰期,想用电力线上网就是比较慢一些。同时,国内该技术是通过单元楼共享带宽技术,用户上网时的速度,取决于当时会有多少用户上网。如果很多用户同时上网,传输速度相对就较慢。如果在晚上8-10家庭用户上网和用电的都是高峰期时段上网,这样综合两方面的因素,每个用户的联网速度就会受到较大的影响。
同时在网络管理上也有麻烦。PLC并非如一部分用户所想象的只要安装PLC调制解调器即可,事实上还是要一个通信骨干网支撑,由骨干网连接到PLC局端设备(MDU),再连接到用户PLC调制解调器。而目前每个PLC局端设备的覆盖面积只有600平方米,这样就必须在每个楼层或每个单元楼的配电房都安装一个MDU,一旦要为成片小区提供PLC服务时,必须事先安装大量的MDU,这就需要先期的较大投资,而常常用户又并不集中在某一栋或几栋楼,这样很可能造成设备利用率低下的局面。而且大量分散的MDU,必然为以后的管理维护带来非常多的麻烦。
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,影响数据的保密性,同时会对其他无线通信,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PLC提供法律保障的同时也对辐射问题规定了具体指标。相信国内也会不久出台相关的法规,以减少电磁污染,如何减少辐射以满足相关标准,也将是相关公司必须面对的问题。
在市场上,PLC技术是既有机遇也有挑战。事实上国内通过电力线上网的市场化工作也早已展开。国电通信中心于2000年6月5日就正式宣布控股北京中电飞华股份有限公司;2000年8月起,电力企业陆续入资中电飞华,使中电飞华公司的股本结构发生了根本性的变化,形成了今天具有电力企业绝对控股,并连接各网、省电力公司经济纽带的经营实体,成为真正具有电力经营及其共同利益和“电通”品牌意义的新型网络运营公司。2001年5月18日,中国信息产业部正式批准了国电通信中心的ISP业务申请,国电通信中心就已经具备了开展上网业务的通行证。近日从国电通信中心传出消息,中电飞华正筹划在香港创业板上市,以更好地筹集资金,进入国内电信运营行业。
PLC接入方式,充分利用大量现成的电力线网络,无需大量的先期投入,从而可以大幅降低成本,使以较低的价格为用户提供宽带服务成为可能。其可以无需布线,成片快速的覆盖商用或住宅小区,而且其可以提供高达10M的带宽,现在只有光纤可以与之竞争,如果利用先天的自身优势,提供相对较低的价格,这相对于其他宽带方式来说将有较强的竞争力。
此外,虽然目前开展的PLC主要是外部的网络接入服务,但随着网络应用的深入,家庭内部局域网很快就提上议事日程,如果外部接入开展的很充分,可以有效的利用其来推进建立家庭内电力线局域网以及将来的智能家居,使二者合而为一,这也将为PLC服务提供商,带来更多的发展机遇和利润来源,市场空间不可限量。
在广阔的非中心地区和农村地区,电力线上网也具有一定的优势,毕竟,电力网规模之大,是其他任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大,市场发展成熟较慢,但会存在电力线上网先入为主的局面,可以有先行之利,对PLC的长远发展和扩张非常有利。
在市场接受程度上,据近期的一项调查显示,只有14.62%的网民表示对这项技术较为熟悉,其他的表示仅了解一点或一无所知。对于电力线上网技术在中国的商用,则有73.26%的网民持谨慎态度,其中有12.21%的人则明确表示不会使用,这反映了大部分用户对直接骑在电老虎背上上网还是心存疑虑的,毕竟是直接连在220V的电力线上,要想用户没有顾虑是不现实的,这就需要一边进一步的提高安全系数,一边加大宣传力度和市场推广力度,使用户对PLC有更多深入的了解,从而充分信任和接受PLC。
但从目前国内宽带网建设的情况来看,留给PLC的时间和空间似乎并不充分。2000年以来,中国电信在北京、上海、宁波、深圳、青岛、大连等地都先后启动了宽带城域网的规划和建设,加上中国网通、中国联通、中国吉通等运营商也在规划和启动本地城域网建设,全国在建和已建的宽带城域网项目超过上百个。各大运营商在建设城域网的同时都在大规模推出ADSL、光纤,无线网络等多种宽带接入业务,留给PLC的生存空间将随着时间的推移不断被其他接入方式压缩,因此尽快推出成熟的技术和行之有效的市场运作措施,对于PLC进入市场很关键。
总之,PLC作为一项很有潜力的宽带网络接入技术,相关电力部门如果充分发挥其潜力,并和原来自身的电力通讯网相连接互补,很可能形成四网合一的大好形势,但如果缺乏长远战略眼光市场运作不利或由于技术或其他原因失去进入宽带市场的最佳时间窗口,也可能最终被挤出局外,最多成为一种辅助的上网手段,难成大器。