福建省电力试验研究院高级工程师 王东方 孔晓华
多年来,工程师们一直在开发研究利用电力线路进行更好的通讯方法,但技术上总的结论是:低压电力线可以作为通讯的媒介,但受电网环境的影响较大,只能在特定情况下进行应用。
电力线载波技术的重大突破发生在1997年,英国联合电力公司的子公司Norweb通讯公司与加拿大Nortel公司利用新开发的数字配电线载波技术(DPL—Digital Power Line)实现了在配电网络上进行的1Mbps远程通讯。
DPL技术采用改进的IP协议以及复杂的专用电子装置通过低压配电电缆网络传输MHz级的数字高频通讯信号,同时监视导致信息失真的脉冲信号以及其他形式的电干扰,从而实现了利用配电网络为家庭和中小公司提供数字电话、传真以及因特网通讯服务的手段。由于数据传输中的数据流是被分切后封装起来进行传输的,而不是以连续的信号流的形式传输,因而数据传输不像声音通讯那样易受干扰。可见,该技术可保证网络上传输的数据不因电力线上固有干扰的影响而降低。另一方面,由于数字化双工设备的采用,调制的应用及装置性能的改善,可利用的通讯带宽已增加至原来的100倍。
英国的试验研究证明了电力线上网的可行,但随着Internet的发展,在电力线上进行1Mbps共享带宽的通讯与其它接入方法相比显然没有竞争力。研究的重点转向如何实现在电力线上进行更高速度的通讯。到2001年底,美国、韩国、中国都开发出可实用化并适合本国电力网络环境的 10Mbps电力线通讯产品。
为什么要用电力线上网?
如今,对现有网络存在的带宽不足、接入速度慢、服务质量差等问题的抱怨与日俱增,网络用户已厌倦了长时间的等待,他们需要的是快速而又优质的接入方式。而利用家庭和办公室中已有的电源插座,通过电力线路构建高速因特网将是一个绝佳的解决方案。
实现电力线上网技术的优越性有以下几点:
◆ 对于电力公司来说,配电网络是现成的,因而应用DPL技术的投资远小了其他宽带通讯系统。对于电力公司来说,很容易开拓新市场,服务容量也极易扩展。
◆ 该技术使用低压网络传送数据和进行Internet访问的速度,比目前最快的家用系统与普通电话线连接的高速调制解调器快180倍。
◆ 在采用DPL技术的配电系统中,用户与Internet绐终相连,可随时提供服务,根本无需拨号,因而极为方便。
◆ 用户可以在打电话的同时进行对Internet的访问,解决了只有一条电话线的用户想使用电话时只能断开Internet的烦恼。
◆ 用户每月只需付极少的费用就可以不限时地使用,这对用户来说格外具有吸引力。
可以看出,该技术不仅能够为因特网用户提供方便的廉价服务,而且使得电力公司能够一次解决因特网用户所面临的三大难题:直接在家庭中进行数据访问、数据传输速率及投资费用。这些提供,可为电力公司在提高效率、增强电力市场中的竞争力以及加深与用户的关系方面起到重要作用。
可以预见,电力线上网技术的前景将极为可观。该技术除了用于教育领域外,还为基于因特网的其他服务提供更为广泛的应用,如网络电视、电子商务、远程工作支持、娱乐、遥控、在线银行服务、数据备份和网上电话等等。
想想看我们明天的网络生活:由于通讯带宽的大幅度扩展,因而可给用户的每个插座都设备一个相应的网络地址。你可以通过此地址远程访问家中冰箱内的摄像机,以确定需要购买哪些东西,甚至还可用密码远方遥控开关电灯、暖气以及防盗警铃等等。
总之,利用现成配电网络承载高频数字载波通讯信号给电力线上网技术开辟了一个能够提供更广泛、高效、迅捷而经济的信息服务构架。这种基于配电系统的扩展通讯访问平台与基于 Internet和多媒体的用户信息服务将相互促进,为开发后续的全球范围的高速信息服务提供了前所未有的机会。
我们能使用什么样的产品?
电力线上网即通过电力线路进行数据传输和Internet连接,而不是通过电话网络。利用目前已有的宽带骨干、城域网络,使用特殊的转换设备,将Internet运营商提供的宽带网络中的信息信号接入小区局端电力线,用户电脑只要通过电力调制解调器连接到户内220V交流电源插座即可上网。
近年来,国际上越来越重视对此项技术的推广和应用。瑞士、德国、日本、韩国等国家的相关产品也陆续出台。
2001年11月的Comdex计算机展中,采用电源线方式的家用网络已经变为现实。摩托罗拉公司展示了一款新型缆线Modem,使用者用电源插座连结各种电子装置后,便可与PC分享网络连线资源。Phonex Broadband则展示了一款新型电力变压器,包含一个USB连接端口,让PC和笔记本计算机的使用者轻松连结上家中的供电网络。
2001年3月,瑞士电信设备公司亚斯康宣布将批量生产一种通过普通电线接入互联网(电线上网)的装置。该公司已经同德国最大的电力供应商莱茵-威斯特伐利亚发电厂签订合同,可望为成千上万的德国用户提供通过电线上网的装置。奥地利下奥州供电公司也已开始在奥地利的4个城市进行利用电力电线传输互联网数据的实地操作实验。
2001年12月,福建省电力试验研究院研制成功高速电力调制解调器(俗称电力猫),实现了在低压配电网络上进行10Mbps通讯,并于2002年4月底在北京进行了二幢楼的电力线上网试验。目前已运行三个月,用户反映良好。
前进道路上还有哪些障碍?
电力线上网具有许多的优点,同时也存在一些先天不足和技术难点:
首先,电力线上网可能存在着信息安全问题。目前正在推广的宽带接入技术,不论是以太网还是ADSL,它们的技术已经发展成熟,但利用电力线上网,很难保证它的信息安全,因为电力系统的基础设施和使用特性决定了它是一个开放性结构,虽然采用了技术保护措施,但还不能保证其信息的安全。
其次,还存在着带宽的拓宽问题。虽然,利用电力线上网信息传送速度可能达到10Mbps左右,但相对于比较成熟的以太网接入技术,电力线上网技术必须寻求宽带拓宽的空间。因为以太网接入技术的带宽拓展性非常好,它的带宽可以拓宽到100M,甚至1000M。如果电力线上网不能解决带宽的拓展问题,在与其它接入方式的市场竞争中就会有被淘汰的危险。网络存在的带宽不足、接入速度慢、服务质量差等问题的抱怨与日俱增,网络用户已厌倦了长时间的等待,他们需要的是快速而又优质的接入方式。而利用家庭和办公室中已有的电源插座,通过电力线路构建高速因特网将是一个绝佳的解决方案。