王德清（公安县电力局，湖北省，荆州，434300）

　　摘 要：通过对电力网资源的开发利用，产生一个依附于电力网本体的通信网，实现“四网合一”的宽带接入梦想，同时催生出一个全国最大的公共传输网络运营新型产业。

　　关键词：电力网资源的再开发、再利用、再造福人类。

　　电力网作为电能输送的专用网络，是国家基础网络之一。其网络的建设质量、机械强度、路权通道、安全经济技术指标等都是经过反复论证合理优化的。它的覆盖面之广、容量之大是任何网络都不能相比的。所以，这样的电力网就是一种优质的不可多得的资源。如果对这一优质的网络资源（杆塔、导线、沟道、路由、通道、路权及其它金具材料等）进行充分的开发和利用，毫无疑问它将成为全社会的一个公共传输网络。这一网络资源可以说是一座待开发的“金矿”。

　　因此，全世界都在关注这一网络资源，科学家们近几年来一直在“整它”。像日本、德国、美国、以色列、韩国等发达国家己进行了数年的研究，我国也在此行列之中。大家为什么一直不遗余力的研究电力线网络的再开发再利用技术，就是因为电力网这一优质的网络资源除了能给工农业生产和人们的工作生活及全社会输送强大的电能外，它还能同时作为一个十分优质的、且有很好各项指标的、高速宽带通信网络的基础设施。如果真正做到了电力网的物尽其用，那么人类社会的信息产业网络化建设就会更加高速、经济、优质。同时会因此带来巨大的社会效益和经济效益。所以，全世界都特别关注这一巨大而优质的网络资源，他们正在利用科学技术欲使电力网资源再次造福人类。

　　也就在这项技术攻关的特别历史时期，国家知识产权局于2001年12月14日和2002年1月25日对两项网络新材料实用新型技术授予专利权。还有一项“四网合一”的宽带接入技术发明专利，己于2002年2月1日初审合格，现己进入实质审查程序。这三项技术是：“复合型电力传输导线”实用新型专利技术，“室内外光纤复合电力线”实用新型专利技术及“电力、电信、电视和互联网四网复合型宽带接入传输网”发明专利技术。下面就如何利用这三项专利技术对电力网资源进行全面的科技开发和利用做出叙述：

　　这个系列方案的主要思想是：

　　虽然，世界范围内几年来的研究有了很大的进展，很多机构和公司都推出了各自先进的电力线通信技术（英文Power Line Communication），简称PLC，也就是我们一般所说的用电力线上网。电力线上网，实际上就是利用电力线载波通信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。但这种方式从传输媒质上来讲，与电话线上网并没有区别，都是利用金属导线作为传输媒质，不同的只是两者所适应的传输频率不同(PLC一般为1.7~30MHz)。而电力线上网除了其它技术难题外，还有两大问题始终得不到根本性的解决，一是无屏蔽措施的电力线在传输高频电信号时会像发射天线一样对空间产生高频电磁辐射，二是他与电信网的铜绞线一样存在“最后一公里”或者“最后一百米”问题。尽管一些研究资料称：电力线上网最高理想速度可达到每秒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国际化大公司最近突然宣布，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。电力线上网就是铜线上网，在铜线上不可能无限制的提升传输数据通讯容量的潜能。所以，目前众说纷纭的电力线上网技术，要想进入实用化、产业化还有较长的路要走。在我国现有技术条件下实现电力线上网，很难解决电网负荷多变、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。有一份资料说：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，也对此做了相关限制性规定。日本总务省于7月31日召开了第5次“电力线传输通信设备研究会”，并对缓和电力线高速通信(PLC)限制议案做出了最终结论。结论是，在目前的PLC调制解调器及电力线的前提下，对数Mbit/秒以上的高速PLC所需频率进行商业开放存在困难，但是如果是用于试验目的，将根据具体情况而定。等等。

　　因此，本技术方案就是绕过用纯电力线上网这个还看不到前景和希望的技术方案，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、线缆、路权路由等特别优质的资源，将传统的电力网改造成全社会共享的覆盖面最大的带宽十分理想的复合型电力、通信公共传输网。

这项技术方案的可行性依据是：

──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的相似。其中因为有无所不在的电力线，入户量最大的是电力配电网络，此外，通电是使用其它三个网络的基本条件。在我国，用户家里可以没有5类线，可以没有CABLE，也可以没有双绞线，也可以没有DDN，但是谁都不能离开电力线。电力网是最基础的网络，它的规模之大，是任何其他网络不可比拟的。据悉，我国目前固定电话用户已超过1.79亿，但用电用户已接近10亿户之巨。假如以电线来构架互联网络将比现在敷设光纤的方式节省大量的人力和物力。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传输公网。

——经反复论证，这种复合型传输网络的拓朴结构，完全可以做到有机重合。且与现有的其他网络技术完全兼容，可以同步发展，互相融合。

“四网融合”是网络基础建设发展的必然趋势，网络线路的架设、运行、维护、管理完全可以一次性同步完成，它的最大特点是大大的节约了资源（如人力、物力、财力、时间等）。对这样的信息高速公路的营运管理如果像交通高速公路一样的话，所有的网络（信息）运营商就会像交通运输商一样买信息高速公路的门票上路。

──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，暂时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，就可能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己。据多方面预测，将来的全光信号传输网的成本要低于电信号传输网，随着技术的不断进步，这种性价比差别会越来越大。

这种入户方案最高的带宽均可做到1000M以上，频带的最低限也比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。使互联网真正实现高速、互动、个性化三大基本要素。

──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。

为了充分地开发和挖掘电力网资源这座待开发的“金矿”，必须将电力网改造成复合型公共传输网，要想获得这样的公共传输网，必须要有新的网络材料。大家都知道要将电力和光信号造福于人类，其中一个很重要的工作就是要解决输送（传输）的问题。只有有了电力传输导线，发电厂、变电站及所有的电气设备才有意义。只有有了光纤，光收、发设备，光电子器件及所有的大小计算机，所有的数据信息才能真正发挥它们的作用。所以，新型的网络传输材料是大家都关心的事情，“最后一公里”铜线瓶颈还没得到全面解决，紧接着“一百米”甚至“几十米”的问题又摆在大家面前。可见传输媒质（导线）的绝对重要性。所以，本技术研制的光电复合导线新材料使复合型公共传输网的实现成为决定性的可能。

复合型传输公网的架构是：

我国的110kV及以上高压输电线路随着大电网的互连，正在分步实施光纤复合型架空地线改造工程。这一项目被称OPGW（Optical Fiber Overhead Grounding Wire）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。

我们将经过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，将10kV电力线其中的B相线路，改造为光纤复合型电力传输导线OFOW（Optical Fiber Overhead Wire），并将其作为复合型公共的接入网首端。将380V低压线路的零线改造为光纤复合电力传输导线OFOW，并将其作为接入网的中继线。将220V电力线的零线改造为不需承力的室内外光纤复合电力线OFW（Optical Fiber Wire），并将其定义为接入网的入户端。

10kV电力线路在传输电能的同时，将通过OFOW方式分离出来的光信号，经过复合导线的无源光分合器分离后按一种直复分配方式，通过光接续器，直线分配给每台配电变压器低压侧的380V电力线路的复合导线。具有中继功能的380V线路再将光信号经过无源光分合技术，以树型和星型拓朴结构方式，分配给具体的终端用户。

在每一户家庭或者办公室中，通过一种特殊的多用插头、插座，使用户十分方便的获得电力、视频（电视）、语音（电信）和数据（因特网）四种服务。

然后，可以进一步预测：随着光电子器件技术的日新月异和价格的大幅度下降，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，并将所有的数字家电连接为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，利用专利技术设计了三个具体接入方案，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”。这三个方案与其它电力线上网方案相比具有很好的技术前景和重要的现实意义及广阔的市场前景。

这项技术方案的重要意义是：

──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。这种复合型导线新材料可以节约大量的钢材、塑料等物资资源。而我国未来可持续发展面临的人口、资源、环境等重大问题之一就是资源问题，节约资源、综合开发、综合利用资源是重要的发展战略之一。因此，电力线的改造实验一旦进入商业化阶段，将会对中国电信市场改革和互联网的发展带来极大的想象空间。同时重要的是给线缆制造技术注入了新工艺、新结构，一改线缆制造工艺百年不变的历史，提高线缆生产制造中的科技含量。

──据初步论证，这个方案的实施，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）。现在全国无论大小城市都有这种严重的架空线路混乱现象，人民日报7月21日刊登了合肥市区的《事故隐患：电线杆上“搭车”》的新闻照片，上海市专门制定了《城市架空线路管理办法》。

──这样的公共传输网建成后，展现给人们的是一个绿色、环保的通信网络，它最大限度的削减了电磁幅射源，完全符合电磁兼容标准。现在电磁污染已成为第四大污染。

同时，给今后的电力网络提出了新的技术要求，赋予了新的使命，提高了电力网络的高科技含量。

──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、人性化的网络平台。

——复合型电力公共传输网技术是自主知识产权技术，目前为止，世界范围还没有第二例报道。它不仅具有很好的国内市场，更应该有广阔的国际市场。随着它的继续发展和技术的逐步成熟还会形成全世界唯一的公共传输网络系列标准。就这一点而言，在加入WTO后显得十分重要，这一系列的知识产权将是我国的巨大财富。

——复合型电力公共传输网技术的实施可以给当前不太景气的光纤缆制造业和电线电缆制造业因电力两网改造后的大部分关、停、转产的不良局面带来更深更广的制造商机。

——复合型电力公共传输网技术可以使电力网络技术与通信网络技术做到相互促进、相互补充、相互加强、共同发展，共同降低成本。再也不要各自到处破路挖沟埋缆、穿墙凿洞打眼。从很大程度上解决一面是资金短缺又一面是恶性重复建设的乱费现象严重的局面。

——复合型电力公共传输网技术的实施可以促进我国光电子通信产业的快速发展，因为它的优选方案是全光纤网络为主的技术方案。同时还有依附在该网络上的小功率、低辐射、密布点、无空白覆盖的无线宽带接入网。无线站点的收发设备可以根据不同的需要随意安装，可以装在隐蔽处，也可以通过精心设计后与电杆、路灯杆有机的组装在一起，当然必须是优美的工艺组合。确实没有支持物的地方可以单独设计十分美观的天线杆，到那时人人都可享受到无线宽带的网络生活。

——国家电力公司利用自有资源优势，参与通信市场的竞争，这在国外早有成功的先例。在电力通信改革卓有成效的英国，1993年正式组建并具有电信经营权，为英国国家电网公司所拥有的 ENERGIS 通信公司，在与当时英国两大电信运营公司的竞争中，以最新的技术、最可靠的网络、最高的性能赢得了英国广播电视公司BBC的一项为期10年的合同。为此， ENERGIS 公司跻身于英国最富竞争力的电信公司行列。去年年底，美国最大的7家电力公司联合组建了一个“美国光纤公司”，利用电力系统的资源，在全美建设光纤网络，出租光纤、电路带宽，经营网络等业务。今年3月29日，日本东京电力公司也开始在东京的三个区正式开展通信业务，其采用的技术为光纤到户(FTTH ) ，通信速度为每秒100M字节。在即将开展的业务中，日本NTT的 Internet 接入费每月为11000 日元，而东京电力仅收9800日元月租费。事实上，日本东京电力公司已经成为了NTT公司最大的挑战者。目前，日本东京电力公司开展光纤入户业务所需的电线杆数目要优于日本NTT公司。此外，在人口稠密的关东地区，东京电力公司光纤分布密度要超过日本NTT公司。另外，所有家庭都是东京电力公司的电力用户，其电力用户数目前远超过NTT东日本公司通信用户数。

但无论如何，四网合一的实现，受益的终归还是我国的政府和广大用户。

——复合型电力公共传输网技术的实施是一个四赢的技术方案，首先是我国的政府，江总书记说：“实现四个现代化，那一化也离不开信息化”可见其重大的现实意义。再是全社会共享了这一优质廉价的资源。同时是网络运营商和广大的网络消费者用户，大大的降低了他们的运营成本和消费成本，并同时共同拥有了理想的宽带平台。

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，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。这个网络所具有的天然特殊性，将会使整个电力企业摇身变成全国最大的公共传输网络运营商，为全社会提供一个运营与消费都十分廉价的真正的宽带网络平台。同时，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。这同时也孕育着一个潜在的巨大的电信运营商的诞生。有专家分析，复合型电力公共传输网这一技术极有可能成为中国互联网接入方式的一次革命，从而改变中国信息产业的格局及走势。

但这会不会只是一个梦想呢？

因为这一技术方案，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；同时，还会涉及使相关传统产业的生产模式发生变化；更重要的是它要举全国之力来实现这个技术方案。

国家的行政意志会支持这件事情吗？

其实，历史和现实往往惊人的相似。

大概是在18世纪，当时的火车车厢窄得只能坐下两个人，火车的轨道像肠子一样细长。后来有人提出了将车厢加宽的设想。车厢加宽当然是一个不错的想法，但随之而来的是铁轨需要加宽，而且站台、车站几乎所有列车的运行流程都要随之变化。所以这个想法在当时受到了人们普遍的抵制。

可后来，人们还是抵挡不住宽敞车厢的诱惑，铁轨才从窄轨变成了今天的宽轨。

但愿复合型电力公共传输网会演绎出一个同样的故事。

（由于篇幅有限，本文不作具体技术方案论述，具体技术方案见专利说明书）

作者简介：王德清（1955—），男，湖北公安人，原从事电力通信运行维护工作，现从事电力物资工作。

参考文献：

[1] Albert Azzam Niel Ransom 著 文爱军 张 冰 刘格晖 译 刘增基 审校

宽带接入技术，电子工业出版社 2001

[2] David Groth, Jim Mcbee 著 王启斌 等译 网络布线从入门到精通

电子工业出版社 2001

[3] 光纤与电缆及其应用技术，2001——2002

《光纤与电缆及其应用技术》编辑部。

[4] 鲁士文 编著 计算机通信网络基础教程 科学出版社 2000。

[5] 光通信研究 武汉邮电科学研究院2002