［导读］－－电力线通信(PLC)是指通过架设在电力线杆和布置于室内的电力线进行通信。

　  电力线通信(PLC)是指通过架设在电力线杆和布置于室内的电力线进行通信，即利用专用调制解调器对信号进行调制，然后把信号加载到现有电力线中进行通信的技术。利用电力线进行载波通信是一种很成熟、在电力系统内部通信中应用很广的老技术，但这种通信频带窄(日本《无线电法》规定只能使用10-450kHz频带)、传输速度慢。要想提高传输速度就必须增加带宽，这就是近年来提出的电力线宽带通信技术(BPL：Broadband over Power Line)。
　　
　　电力线宽带通信技术
　　
　　 2002年4月日本总务省设立了“电力线通信设备研究会”，探讨追加2-30MHz的可行性。增加带宽后，就有可能将其传输速度最大提高至200Mbit/秒。该研究会进行了实地试验，测量了有可能干扰2-30MHz频带无线通信的泄漏电波。
　　
　　但结果却并不理想。泄漏电波强度太高。某些情况下，甚至超过了不需许可即可使用的小型无线电设备(无线电收发机、无绳麦克风和无绳电话等)的规定值。基于这种结果，该研究会最后得出结论说：扩大频带为时尚早。
　　
　　然而，日本总务省并非已经放弃PLC技术的实用前景。该研究会的报告中指出“由于有望在技术上取得进展，因此必须继续进行研究开发”，对未来前景寄予厚望。
　　
　　实际上，减小泄漏电波的技术开发正在稳步进行。由于电力线一般都是双股结构，因此如果两股电力线的电阻差(平差)较大，泄漏电波就会增加。因此，提高平差是一种行之有效的方法。另外，在信号调制方式上，也正在根据其特点探讨分类使用的可行性。
　　
　　调制方式也在不断改进。使用宽带的PLC通信将采用被称为OFDM(正交频分复用技术)的调制技术，该技术使用多个载波(传输数据的载波)传输数据。通过改进OFDM，根据传输线路的噪音强度动态地发送合适的载波技术正在不断成熟。该技术称为自适应OFDM，比如使用的时候某些特定频带可以完全不发送载波。
　　
　　不过，该技术并不能保证完全解决噪音问题。研究人员指出，由于即便不使用某些特定载波，也会存在一定的能量，因此最多也许只能降低30bB的无线电噪音。因此，在措施上还要求采用消除特定频带的陷波滤波器(Notch Filter)。
　　
　　另一个疑问是自适应OFDM是否真的能够传输合适的载波。由于调制解调器要根据所检测到的传输线路噪音控制功率强度，因此如果附近有弱电波接收机，调制解调器显然是无法发现这些设备的。而且有的无线设备还组合使用弱信号和强信号。无论哪种情况，都必须在控制技术方面再多下一番功夫。
　　
　　然而，电力线通信中泄漏的电磁波不仅仅是无线电噪音。和那些已经有相应频带的其它无线通信方式相比，电力线通信的地位相当尴尬。由于2-30MHz频带已经被全部分配出去，因此问题已经不仅仅是消除特定频带了，而是必须把所有频带中的泄漏电波强度控制到很低的水平。如果严格遵守这一要求的话，“最低噪音”的标准将非常苛刻。由于必须达到不干扰其它所有的无线通信，因此原则上就要求噪音强度要达到与自然界原始强度相同的水平。因为即便是微弱无线电设备产生的限制电流强度，如果距离较近，那么也会在被干扰的设备中产生相当高的无线电波。
　　
　　在2002年夏季实施的实地试验中，已经证实电线杆至各家庭之间的接线和使用电力线通信服务的建筑物会向空中泄漏电磁波。人们担心会对业余无线电、短波与中波广播通信和船舶通信产生干扰。不仅日本业余无线电联盟等相关团体表示反对，专家也不断提出意见说“泄漏电磁波强度太高、会产生问题”。因此日本总务省设立的电力线通信技术研究会2002年8月曾以“技术尚不成熟”为由，推迟了有关实用问题的决策，相关研究已经被冻结。
　　
　　但是，日本政府在2003年度的日本IT政策中允许企业对电力线通信进行研究。由此日本总务省在2004年1月有条件地解除了实地试验的禁令，再次着手对其实用前景进行探讨，并准备修改日本的《无线电法》。日本总务省附加的条件包括：(1)采用可减轻电磁波泄漏的技术；(2)不能对其它通信和周边设备产生干扰；(3)带宽限定在2～30MHz之间。
　　
　　截止到2004年8月26日，共获准在14家服务商的28种设备中进行实验。
　　
　　东京电力和松下电工等7家日本企业都在加紧进行将家庭电力线用作互联网接入线路的电力线通信实地试验。正在进行电力线通信实地试验的包括东京电力和九州电力两家电力公司，以及日本PREMINET、日本LINECOM、松下电器产业、松下电工和三菱电机等5家产品厂商及设备集成商。试验地点总计13个。其中11个位于关西地区及九州等西日本地区。
　　
　　电力线通信将家庭电力线(电灯线)用作通信线路。通过把电力线通信调制解调器连接线插到电源插座上，就能将电力线用作访问互联网的线路。其特点是通过在10-30MHz左右的大带宽中加载信号，实现数十Mbit/秒的高速通信。
　　
　　日本NEC于2004年7月12日宣布将开始对利用室内电力线的通信技术“电力线载波通信”(PLC)进行实证实验。实验中使用的调制解调器由东洋通信机生产，速度达到业界最大的200Mbit/秒。实证实验将利用位于大阪府茨木市的关西电力管内设施。
　　
　　 PLC是一项不论在任何地方只要有电源插座、只需插上信息插头即可实现通信的通信技术，人们希望该技术能在网络家电的普及上起到关键性作用。NEC进行实证实验的高速PLC将使用2-30MHz的高频带。该频带有可能会对业余无线电波等其它无线电波造成干扰，目前仅允许以开发泄漏电场降低技术为目的的实验在2005年3月前使用。
　　
　　日本东京电力公司从2004年9月1日起到2005年3月底，在该公司的住宅内进行最高速度为200Mbit/秒的电力线通信(PLC：power line communication)实验。东京电力表示，200Mbit/秒为目前全球最快的电力线通信速度。东京电力已开始在公司住宅等4处进行电力线通信的现地实验。在开发200Mbit/秒调制解调器的同时，该公司已经向日本总务省关东综合通信局申请了在住宅中的两处进行实验。实验将使用住友电工开发的200Mbit/秒电力线通信调制解调器，验证集中住宅中减少电磁波泄漏的技术等。
　　
　　东京电力对于电力线通信技术十分积极。东京电力光网络分公司总裁表示："希望2005年秋季开始提供电力线通信商用服务"。该公司打算利用其FTTH(光纤到家庭)服务将光纤拉到用户家中，并利用电力线通信建立家庭内部LAN。
　　
　　目前，东京电力、关西电力等各电力公司与松下电器产业等家电厂商已经开始了实证实验。各公司的目标是PLC利用的2-30MHz的高频带的解禁。如果实验结果证实该频带对其它无线电波没有影响的话，将大大提高解禁的可能性。
　　
　　日本本多电子公司于2004年6月开发出降低共模噪声的技术，该技术可应用于调制2-30MHz频带信号的电力线调制解调器。关键技术有两个：(1)该公司与NEC共同开发出面向2-30MHz频带电力线调制解调器的变压器和共模扼流圈(CMC)；(2)本多电子对收发模拟电路进行了改进。通过上述措施，不仅降低了将电力线调制解调器插入插座时发生的对连接到该电力线的其它设备产生影响的共模噪声，并且提高了接收灵敏度。由于采用了新开发的变压器和CMC的调制解调器，该试制品与以往的试制品比较，以下方面得到改善：(1)描述共模噪声强度的共模电流减小约34dBμA；(2)描述接收灵敏度的变压器输出电平提高约11dBμV/10kHz。这意味着电力线的泄漏电场减至以往的约1/50。
　　
　　新开发的变压器的目的在于提高接收灵敏度。以往的变压器由于升压后导致可接收的频带变窄，因此不能在利用2-30MHz宽频带的电力线调制解调器中使用。本多电子和NEC基于2003年共同开发10-450kHz频带电力线调制解调器用变压器的经验，开发出即使升压后也不会使接收频带变窄的技术。此外还新开发出电力线通信专用的共模扼流圈。以往共模扼流圈用于电力线通信时存在正常模式下的阻抗太大的问题。另外，在共模下不存在阻抗问题。
　　
　　与使用10-450kHz频带的电力线调制解调器相比，使用2-30MHz频带的电力线调制解调器的调制信号带宽更宽，而且电力线上的噪声也小。本多电子表示，已经在10-450kHz频带调制解调器中确立降低电源部噪声、减少发送部泄漏以及消除接收部噪声等技术，该公司打算陆续将上述技术应用于2-30MHz频带的调制解调器中。今后还将为解决通过电力线泄漏电场并由此导致电磁噪声与无线通信串音的电波干扰问题开发相关技术和开展实证试验。该公司打算开发最高传输速度超过100Mbit/秒的2-30MHz频带电力线调制解调器，并计划2004年夏季前完成试制机。
　　
　　美国电气电子工程师学会(IEEE)2004年7月20日宣布，开始制定电力线宽带(BPL：Broadband over Power Line)硬件规格IEEE P1675，目标是在2006年中期完成规格的制定。该规格旨在对地上及地下使用的BPL基础设施硬件制定一揽子标准，另外还提供对BPL设备进行安全设置的指南。
　　
　　 BPL使用融合计算机与路由器的设备与耦合器。将来自变电所的信号导入光纤，然后加载到中压线的电流信号上发送出去。为了保证信号强度，每隔800-1600m需设置一个中继器。在家庭与企业附近的中继器或路由器，把信号在到达变压器之前从中压线上分离出来，再发送到位于变压器另外一侧的低压线上。这样一来，信号就会在流向建筑物的所有低压线上存在，如果把大楼或房屋的电力线与调制解调器相连接，就可以简便地实现接入宽带网。
　　
　　 IEEE的BPL工作组负责人解释说，“把电力网作为宽带接入媒体加以利用后，除了可以提供互联网接入的新选择，还能够解决‘最后一公里’问题。BPL所带来的利益巨大，大多数电力公司都在考虑提供BPL。但另一方面还存在着障碍，即中继器、路由器、中压线与低压线用耦合器等基础设施所需设备的安全性与性能标准尚未制定。另外，还必须有设备的设置与运用相关指南。制定IEEE P1675规格将有助于解决这些问题”。
　　
　　超宽带无线技术(UWB)
　　
　　美国Pulse-Link公司于2004年12月13日宣布，利用数GHz带宽的无线通信技术“UWB(ultra wideband，超宽带无线技术)”实现最高667Mbit/秒传输量。该公司计划2005年4月发货相关IC的工业样品。该产品可用来在家中的视听设备之间交换高清画质动态图像和HDMI及IEEE1394b等接口规格的无线传输用途。
　　
　　 Pulse-Link称纠错后的传输量达667Mbit/秒，实际数据传输速度超过1Gbit/秒，隔墙最长传输25m左右。并计划2005年2月开始发货该芯片组的评价电路板，4月发货RF IC工业样品。
　　
　　美国In-Stat/MDR公司于2004年9月29日公布了关于超宽带无线技术(UWB，ultra wideband)市场的调查结果，并预测，2005-2008年UWB设备将以每年400%的增长率增加。
　　
　　该技术主要面向数码便携式摄像机、电视、个人电脑、机顶盒以及电视监视器等周边设备之间高速传输视频等用途，目前已受到家电厂商的关注。自从2002年FCC允许使用后，该技术的支持者为实现其标准化和商用解决方案做出不懈努力。不过直到目前还没有确定该技术的标准规格。因此也有的企业不等IEEE制订标准规格便已着手产品开发。
　　
　　该公司认为，在推广UWB的过程中不会遭遇其它技术的激烈竞争。目前还没有可用来传输多个数码视频流的无线技术，也没有标准化的技术。即使最接近的技术的数据传输速度也只有480Mbit/秒，相当于UWS解决方案的1～10%左右。
　　
　　该公司表示，在初期阶段，设备间点对点连接将成为UWB安装的主流，以后将发展成为点到多点(Point-to-MultiPoint)连接。该公司还认为，随着UWB芯片组嵌入的普及，将促使成本下降和确定标准规格。因此作为连接个人电脑和家电设备之间的无线USB、UWB技术将会受到极大关注。
　　
　　在现有有线电视线路中实现高速数据
　　
　　日本松下电器公司于2004年6月宣布，在基于CATV网同轴接入线缆的超高速同轴线缆通信技术“c.LINK”的实证试验中，实现了超过100Mbps的高速传输。松下电器称：这是全球首次利用现有区域内同轴线缆在实际使用环境中实现了超过100Mbps的高速传输。
　　
　　该公司的实验得到了关西线缆网络的协助，在位于该公司服务区内的一座公寓中铺设了光纤。公寓内部的通信使用美国Entropic Communica
　　
　　 tions公司开发的名为“c.LINK”的技术。c.LINK使用的频率比有线电视高，通过两部调制解调器进行数据通信。工作原理是：安装在同轴线缆上的传送电视信号用的分歧器 (Splitter)分配宅内终端(电视)之间的信号，通过检测泄漏的信号来实现终端之间的通信。此次试验从2004年4月起在小区内实施，为期两个月。局端与小区间采用光纤连接，小区的复用区内电视信号分配便用现有的同轴线缆进行各住户间的连接。
　　
　　 “c.LINK”技术使用的频率因地区而异。美国使用860-1550MHz频带，日本使用770-1030MHz频带，相当于每一信道使用50MHz的带宽，理论上最大可以获得270Mbps的传输速度。Entropic公司使用多个信道之后，还可以获得1Gbps秒以上的传输速度。该方式的特点是：(1)可实现最高物理速度270Mbps的高速传输；(2)可使用区内同轴线缆中的空频率，与区内共享信号共存；(3)用户家里不需要对调制解调器进行各种设置。
　　
　　原来为了在小区内实现高速双向通信，需要使用基于区内电话线的VDSL技术，但无法实现100Mbps以上的稳定传输。另外，在利用同轴线缆时，上行必须传送宽带信号，因此需要大规模改变现有设施。而此次的方式，由于在同一频带内进行双向通信，因此不需要专门留出上行带宽。这样便可以利用现有设施。另外，在c.LINK的应用方面，松下电器还进行了宅内各房间之间的传输、电视与AV服务连接等宅内网络方面的测试。试验证实可以顺利地传输HD画质的动态图像。
　　
　　松下电器今后还将与各CATV公司合作，力争高速线缆互联网系统早日达到实用化水平。