PLC技术，俗称“电力线上网”，英文为Power Line Communication,简称PLC，是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式，以前该技术只作为长距离调度的通信手段，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。

一、 PLC技术的起源及发展

　　英国NORWEB通信公司在1990年就开始对电力载波通信进行研究，1995年，该公司又与加拿大Nortel公司联手，共同开发这项新技术。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，提供了在曼切斯特进行20户小范围试验的录像资料，传输速率达到1Mbps ，利用包交换规约以及先进的网络调制技术，可以实现数字化声音和数据传输，但由于资金上的原因，于1999年放弃该项工作；1998年，美国lntelogis公司推出了passPort商业化PLC产品，用于户内联网，最高速率为350kbps。由于技术不成熟，亦未能大规模商用，以使PLC技术在研究和改进中发展。到2001年初，PLC专用芯片制造技术的进展明显加速，美国lntellon公司用于户内联网的14Mbps芯片达到实用水平；欧洲西班牙DS2公司的芯片速率也达到45Mbps；随之，许多国家的研究机构开展了PLC技术的研究和开发，如美国的Intellon、Inari(Intelogis)、ITRAN等公司，韩国的Xeline公司，欧洲的ASCOM、Polytrax等公司，PLC芯片的传输速率从1Mbps发展到2Mbps、14Mbps、45Mbps。

　　瑞士ASCOM公司1998年开始进入PLC技术研究领域，1999年在德国RWE公司实验取得成功，2000年与欧洲、东南亚以及拉丁美洲的20个大型企业或电信运行商联合建设了实验系统，试验的用户数超过2000个，并全部取得了成功。

　　德国RWE电力线通信公司（RWE Powerline GmbH）从1997年开始与瑞士ASCOM公司合作开发PLC产品，1999年汉诺威展览会上展出了样机，2000年5月开始进行200户的现场试验。2000年11月起在德国埃森RWE Plug公司总部大厅开放PLC演示样板间。2001春季推出了RWE PowerNet（PLC上网）、RWE PowerSchool（PLC学校联网）和RWE eHome（智能家庭自动化）三项业务及相应产品。自2001年7月1日起正式开始商用化，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。RWE电力线宽带接入产品在德国的Essen(埃森)安装了1500户。从而使RWE公司成为世界上首家宣布实现PLC接入系统商业化运营的企业，同时德国也是迄今为止世界上唯一允许PLC进入商业化运行的国家，并颁布了有关法律（NB30）。RWE公司的PLC接入系统提供的数据服务是上行、下行对称的，最大为2Mbps，为多用户共享带宽；德国电信的ADSL提供的是不对称服务，下行为768Kbps, 上行为128 Kbps，为每个用户专用带宽。从最高接入速率上看，RWE的PLC系统下行接入速率比ADSL快3倍，上行速率快15倍。和ISDN相比，PLC的接入速率快70倍。2002年RWE计划推出IP电话业务，并深入研究开展视频会议、视频点播、网上电视、网上广播等业务。

　　韩国Xeline公司成立于1999年5月，它的前身是韩国Keyin Telecom公司。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月在德国汉诺威举办的CeBIT 2001展览会上，推出PLC产品解决最后一公里接入、家庭网络应用解决方案。在韩国汉城建立了与互联网相连接的示范点，实现了同步互联网接入的家庭联网、文件共享和MP3音乐播送。目前，该公司除在汉城外，还在德国、日本、美国、中国等地建设了PLC试验点，产品传输速率从1Mbps到32Mbps。

　　随着PLC技术的发展，相继成立了相关的国际性PLC组织，例如 (HomePlug Powerline Alliance)、电力线通信技术论坛（PLC Forum）和电力线作为可供选择的本地接入系统协会PALAS (Powerline as an Alternative Local Access)等。其中HomePlug电力线联盟由思科系统、英特尔、惠普、松下和夏普等13家公司于2001年4月成立，致力于创造共同的家用电线网络通讯技术标准。美国Advanced Micro Devices(AMD)、美国Conexant Systems、美国Enikia、美国Intellon、美国Motorola、Panasonic、美国S3下属的Diamond Multimedia、美国Tandy/RadioShack以及美国Texas Instruments等都参加了HomePlug Powerline Alliance。目前，HomePlug电力线联盟已有90家公司参与该组织标准的制定工作，并已制定了第一个标准草案(HomePlug 1.0 specification)。这些组织正在研究PLC技术标准、市场推进和政府管制政策等问题。

二、PLC产品的关键技术和接入原理

　　电力线不同于普通的数据通信线路，当作为一种数据传输的媒介时，遇到许多干扰：首先，电力线上有许多不可预料的噪声和干扰源，如吸尘器、开关电源、电冰箱、洗衣机等，其次，电力线通讯具有时间上不可控、不恒定的特点。与信号洁净、特性恒定的Ethernet电缆相比，电力线上接入了很多电器、音响设备，这些设备任何时候都可以插入或断开、开机或关闭电源，因而导致电力线的特性不断地变化。为了克服各种干扰，电力线通信系统采用的调制技术主要是OFDM（正交频分复用）、DMT（多载波调制）、扩频及常规的QPSK，FSK等，为适应高速率的传输要求，多载波正交频分复用将是解决传输频带利用的有效方法。

　　OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，这样，尽管总的信道是非平坦的，也就是具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，并且在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。

　　OFDM技术有三个优点：

1、可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。当信道中因为多径传输而出现频率选择性衰落时，只有落在频带凹陷处的子载波以及其携带的信息受影响，其他的子载波未受损害，因此系统总的误码率性能要好得多。

2、通过各子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力。OFDM技术本身已经利用了信道的频率分集，如果衰落不是特别严重，就没有必要再加时域均衡器。通过将各个信道联合编码，则可以使系统性能得到提高。

3、OFDM技术抗窄带干扰性很强，因为这些干扰仅仅影响到很小一部分的子信道。

　　PLC技术主要包括以下几个部分组成：

1、电力线网络单元(PNU)，它负责控制电力线网络并从单元配电网集成话务。通过适当的电信干线接口，PNU再将话务传至馈电网络。根据馈电网络中使用的不同介质，PNU也可转换来自低压配电网的数据话务。

2、电源线网络终端(PNT)，它为最终用户PC或其它用户提供适当的接口，如以太网或是USB。为了降低成本，这一独立设备能够和PC或其它设备相集成。

3、耦合设备(CouplingUnit)是将信号传入线路并过滤噪音的。目前它还是一个插销插入电插座的相对独立的设备，今后它可能会和PLC调制解调器集成于一体。PLC调制解调器和PC内的耦合设备的集合体有一天将使PC可以直接在网上运行。

　　配电网是一种共享介质，即所有与之相连的用户都共享同一 “电缆” 。在典型的城市配置中，它则转化为与一个变压器相连的大约100到200个用户。PLC系统能够在1Mbps的最佳传输速率下支持80个用户，这一比例是足够的。由PLC技术支持的客户，需要具备一个技术条件，具有很强的带宽分配能力的介质接入控制(MAC)层。这就使电源线网络不仅仅能够支持80个Internet用户的数据往复交换，而且能够灵活地适应以不同速率传输的上行和下行数据。

　　用户通过PLC Modem联结到户内电源插座，通过电力线联接楼宇配电变压器端的PLC主控设备，完成“最后一百米”的接入。用户只需装设一台PLC-Modem，不用拨号，就能在线地接收和发送Internet信息。

三、电力线上网的优缺点

　　用电力线作家庭总线有其显著的优点：成本低、施工方便、一线两用，价格低廉，延伸方便。电力线在家庭、公司及各种场所处处可达，比电缆甚至是固定电话网络更是广泛。例如，用户能自由选择在家中任何有电插座的角落上网，用量多大都不必担忧电话费，也不用花钱铺设更多电话线。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。在用户较少的情况下，可以把几个变压器线路区域内的用户联在一起，提高服务器的利用率；如果用户增多了，不同变压器区域内的用户又可以分开，使用本区域的主服务器，可使资源的利用率始终保持在较高的水准。

　　电力线传输所存在明显的缺点就是噪声大和安全性低的问题。尽管电力线可以作为高速通信的一种备选介质，但电力系统的基础设施并不具备提供高质量数据传输服务的功能，而且，使用电力线来进行通信经常会发生一些不可预知的错误。家庭电器产生的电磁波会对通信产生干扰，这种联网方式也会影响短波收音机等。另外，供电网上网服务，是一种 "共享带宽" (shared bandwidth)的技术，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。

四、我国PLC技术的发展现状

　　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年开发出样机，并通过了试验室功能测试，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PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试，并对测试结果进行了数据处理和分析，基本取得了我国低压配电网传输特性和参数，为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片，研制了2Mbps的样机，2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验，实验效果良好，并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为，该实验从中国配电网的实际传播特性出发，对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究，在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统，建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络；实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信，并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术，具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉，今年年底以前将建成200户的试验网络。

　　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产品也在小范围试验。下一步准备采用DS2公司的45Mbps芯片，研制传输速率达到20Mbps的户内PLC联网设备。

　　福建省电力公司科技部2000年初立项，研究利用PLC技术控制家用电器的科技项目，2001年取得了一定进展，采用传输速率为10Kbps的PLC模块，可控制家用热水器、DVD等家电的开启。目前，采用美国Intellon公司14Mbps芯片，正在研发传输速率达到10Mbps的PLC户内家电控制产品。

　　国电通信中心为落实国电公司领导对PLC技术的研发应用进行统一组织、统一管理的要求，在国电公司科环部的支持下，加快了PLC技术应用的推进速度，于2001年9月在国家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，分别进行测试试验。首先采用韩国Xeline公司研制开发的32Mbps芯片的PLC组网设备，在北京居民小区进行Internet的接入试验，在高层建筑（16层—23层）的14户居民家中安装了PLC调制解调器，每户居民均实现了通过电力线上Internet网，试验网络运行稳定，家电的使用对上网基本没有影响，上网静态画面稳定，动态画面流畅，网页登陆速度快，上网桌面速率达到2Mpbs，用户反映良好。目前，试验正在逐步扩大用户数量。
　
　　预计未来数年，随着高速上网愈来愈普及，新技术将把电线、无线和电话线这三种技术合而为一，让使用者通过高速网络连线，轻松将计算机、各种电子装置、安全系统和家电串连成家庭网络。

其它信息：

　　 1、国电通信中心于2002年4月10日发出了电通总综[2002]36号《关于加强电力线通信技术研究开发和试验工作管理的通知》的文。主要内容摘录如下：国家电力公司系统的PLC推进工作由科技环保部牵头，国电通信中心承担统一组织协调系统内各网省公司及科研院所开展技术研发、现场试验等工作。PLC推进工作的战略部署是：由国电通信中心先行试验，摸索经验，打下基础，然后再向系统全面推广。

　　目前，PLC技术在我国的应用还处在试验阶段，还未形成适合我国国情的成熟产品，存在着缺陷和问题。PLC产品的研发、推广和应用涉及政策法规、电网安全、电磁兼容、技术体制、准入标准等多方面的问题。对PLC产品的应用和推广既要积极，又要慎重。因此，各网省公司对PLC推进工作的复杂性、系统性要有深深刻认识，不可急于求成，盲目进行自主开发和试验。在电力体制改革的关键时刻，要首先确保电力生产的安全稳定运行和广大电力用户的安全，因此，PLC推进工作就更需要加强统一组织和管理。另外，还必须防止重复引进、重复试验造成浪费。鉴于上述原因，现再次强调各单位不得随意引进和进行PLC产品的试验。

　　2、国家电力公司科技环保部提供的消息：2002年6月20日，国家电力公司在沈阳对中国电力科学研究院和沈阳供电公司共同承担的国家电力公司重点科技项目“低压配电网（380/220V）复合通信方式研究”组织了验收。该项目的成功完成，标志着我国已经基本掌握了电力线高速通信的核心技术，具备了研制和生产实用化电力线高速通信设备的能力，为国家电力公司开发电力线信息资源奠定了基础。该项目在国内率先研制开发出2Mb/s和14Mb/s电力线高速通信系统，并于2001年8月在沈阳建立了我国第一个电力线宽带接入小区。该小区实现了自用户家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信，为用户提供通过企业的内联网访问因特网，以及收费、公告、视频点播等在内的数字化小区服务，并将办公自动化系统延伸至职工家庭。实际测试结果表明该系统运行稳定，传输速率高，抗电网波动能力强。验收委员会通过现场检查和测试后认为：该项目对低压配电网电力线通信技术在国内的应用，进行了开创性的研究工作。