淺談電力線上網(wǎng)

1、淺談電力線上網(wǎng) 【摘要】:電力線上網(wǎng)(Power Line Communication,PLC)是指利用電力結(jié)傳輸數(shù)據(jù)和話音信號(hào)的一種通信方式。終端用戶只需要插上電源插頭,就可以實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入,電視頻道接收節(jié)目,打 或者是可視 。文章在介紹電力線上網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r以及基本原理的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對(duì)電力線上網(wǎng)存在的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。 【關(guān)鍵詞】:PLC;寬帶接入;電力路由器 一、電力線上網(wǎng)概述 經(jīng)過多年的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)已發(fā)展成為世界上覆蓋面最廣、規(guī)模最大、信息資源最豐富的計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)。因特網(wǎng)已經(jīng)深入到社會(huì)的各個(gè)角落,在人們的生活、工作、學(xué)習(xí)、娛樂等方面發(fā)揮著日益重要的作用。無論是家庭用戶還是辦公用戶,接入

2、互聯(lián)網(wǎng)的方式除了常見的ADSL、CM、FTTB+LAN、無線Wifi等方式外,一些新的互聯(lián)網(wǎng)接入方式不斷推出,其中電力線上網(wǎng)就是較引人注目的一項(xiàng)技術(shù)。 電力線上網(wǎng)(Power Line Communication,PLC)是指利用電力結(jié)傳輸數(shù)據(jù)和話音信號(hào)的一種通信方式。該技術(shù)利用家庭和辦公室中已有的電源插座,通過電力線路構(gòu)建高速因特網(wǎng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻等多業(yè)務(wù)的承載,最終可實(shí)現(xiàn)四網(wǎng)合一。終端用戶只需要插上電源插頭,就可以實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入,電視頻道接收節(jié)目,打 或者是可視 。 二、基本原理 原理上,用戶通過電源插座即可實(shí)現(xiàn)寬帶接入,無須綜合布線。PLC技術(shù)分為低壓PLC和中壓PLC兩種。PLC

3、利用1.6M到30M頻帶范圍傳輸信號(hào)。在發(fā)送時(shí),利用GMSK或OFDM調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制,然后在電力線上進(jìn)行傳輸,在接收端,先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號(hào)濾出,再經(jīng)過解調(diào),就可得到原通信信號(hào)。目前可達(dá)到的通信速率依具體設(shè)備不同在4.5M45M之間。 例如要在一個(gè)小區(qū)寬帶中實(shí)現(xiàn)電力線接入當(dāng)以電力線作為傳輸媒體接入互聯(lián)網(wǎng)時(shí),開工時(shí)只需在樓里配備一臺(tái)PLC局端設(shè)備進(jìn)行信號(hào)覆蓋,通過將傳統(tǒng)的以太網(wǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成在220V的民用電力線上傳輸?shù)母哳l信號(hào),采用耦合器將信號(hào)耦合到三相四線電線中,實(shí)現(xiàn)信號(hào)加載和傳輸。 此時(shí)傳統(tǒng)意義上的電力線就成了用戶上網(wǎng)的傳輸媒體了。如果單元的電表是集中放置時(shí)更可在電表后進(jìn)行信號(hào)耦

4、合,此時(shí)信號(hào)加入后不受電表的磁場(chǎng)干擾,信號(hào)分配均勻,受電源總負(fù)荷變化的影響力小。需要上網(wǎng)的用戶只需要有一臺(tái)PLC用戶端設(shè)備就可以了,隨著用戶數(shù)增加到15個(gè)或以上時(shí)ISP可再增加一臺(tái)PLC局端設(shè)備以便保證用戶的接入速度不小512K。 以此類推當(dāng)出口帶寬足夠時(shí),隨著用戶數(shù)的增加ISP只要適時(shí)地增加PL局端設(shè)備的數(shù)量,就可保證用戶的連接速度不小于512K。采用信號(hào)回路迂回至電表箱,分別在用戶電表后端利用磁環(huán)將信號(hào)耦合到供電線路,此方案信號(hào)加入后不受電表的強(qiáng)磁場(chǎng)干擾,信號(hào)分配均勻,受電源總負(fù)荷變化的影響力小,最后數(shù)據(jù)網(wǎng)線匯總到交換設(shè)備連接外網(wǎng)。 三、電力線上網(wǎng)的優(yōu)勢(shì) 1、組建成本低、覆蓋范圍廣 電力線

5、是覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)之一,這也使PLC可以輕松地滲透到每個(gè)角落,為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造極大的空間。不管是對(duì)家庭還是單位來說,電力網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)成的,不需要重新建設(shè),所以應(yīng)用PLC技術(shù)的投資比較小,也很方便。電力線接入只需先申請(qǐng)其它寬帶專線接入,然后再將其接到配電間的電力線局端設(shè)備上。這樣,每個(gè)房間的電源插座上,只要插上“電力貓”就可以上寬帶網(wǎng)了。其雖然對(duì)單個(gè)用戶并不具備成本上的優(yōu)勢(shì),但對(duì)多個(gè)用戶(小區(qū)用戶)或商業(yè)用戶群很具價(jià)格優(yōu)勢(shì)。 2、高速率從技術(shù)性能的角度來看,ADSL的下行速度為8MB/s,HFC為10 MB/s,PLC完全可與之媲美。PLC其傳輸速率依設(shè)備廠家的不同而在4.5M-45Mbps之間

6、(通過升級(jí)設(shè)備可達(dá)100Mbps或更高),國(guó)內(nèi)PLC貓多采用14Mbps速度。足以支持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的大部分應(yīng)用,而且更高速率的PLC產(chǎn)品正在研制之中。 3、使用便捷PLC屬于“即插即用”設(shè)備,不用煩瑣的撥號(hào)過程,接入電源就等于接入網(wǎng)絡(luò)。不管在家里的哪個(gè)角落,只要連接到房間內(nèi)的任何電源插座上,就可立即擁有PLC帶來的高速網(wǎng)絡(luò)享受。 4、安裝簡(jiǎn)單對(duì)于家中已接入寬帶網(wǎng)的個(gè)人用戶來說,只要購(gòu)置一或兩只“電力貓”,一只接入室外進(jìn)來的電信或網(wǎng)通的寬帶接口,另一只就可以在室內(nèi)任何一個(gè)電源插座上,然后再利用RJ45雙絞線與計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡連接或USB連線與計(jì)算機(jī)的USB接口連接就可以了,在房間只要有電線插座的地方就

7、能有線上網(wǎng)。?而要在只有一個(gè)寬帶入口的情況下要實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電腦同時(shí)上網(wǎng)?？捎蓪拵酚善骰驇酚傻腁DSL貓實(shí)現(xiàn)內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)和動(dòng)態(tài)地址分配(DHCP),再在每個(gè)用戶端配置一個(gè)電力貓,便能實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電腦共享一個(gè)寬帶入口上網(wǎng)。當(dāng)然,更多情況下,是ISP在進(jìn)行電力布線時(shí),已選用了“電力路由器(PLC Router)”,其亦能實(shí)現(xiàn)內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)和動(dòng)態(tài)地址分配(DHCP),讓N個(gè)電力貓實(shí)現(xiàn)N臺(tái)電腦同時(shí)上網(wǎng)。 四、電力線上網(wǎng)存在的問題 目前還沒有一種十全十美的寬帶接入方式,電力線上網(wǎng)亦是如此。在電力線上進(jìn)行超高速可靠的通信目前還存在很多嚴(yán)重的障礙,多路延時(shí)散射是高速率面臨的一個(gè)難題。在實(shí)

8、用中的交流電力線路上還存在不可預(yù)測(cè)的噪聲、無數(shù)的干擾源、高度的信號(hào)衰減、大范圍變化的阻抗,以及剛才提到的多路延時(shí)散射。另外,FCC輻射標(biāo)準(zhǔn)也是一個(gè)障礙。從技術(shù)角度而言,在利用電力線作為傳輸媒介的通信過程中,主要存在著以下幾個(gè)不利因素: 1、 可變的信號(hào)衰減和電力線阻抗 信號(hào)衰減和電力線阻抗的變化是與所傳輸信號(hào)的頻率及其物理位置相關(guān)聯(lián)的。在某些情況下,電力線阻抗可小0.1,但在另外的條件下,它又會(huì)增大到100左右;同樣,信號(hào)衰減在多數(shù)情況下都小于55 dB,但有時(shí)又可高達(dá)100 dB。這些情況對(duì)于載波信號(hào)的穩(wěn)定傳輸都有著較大的影響。 2、 阻抗調(diào)制 阻抗與時(shí)間也有一定關(guān)系。一般而言,在交流波形中

9、,信號(hào)接近零點(diǎn)的部分比其波峰部分具有更高的阻抗,這個(gè)現(xiàn)象可以通過電源的操作來作一些解釋:如果線性電源的整流器在波形的波峰處開始工作的話,則通過變壓器,整流器就會(huì)與電源的低阻抗電容相連,從而導(dǎo)致了此時(shí)具有較低阻抗的狀態(tài)。 3、 脈沖噪聲(Impulse-Noise)脈沖噪聲應(yīng)該說是電力線通信中存在的最大障礙。由于脈沖噪聲具有瞬間、高能和覆蓋頻率范圍廣的特點(diǎn),因而對(duì)于載波信號(hào)傳輸?shù)挠绊懴喈?dāng)大,不僅會(huì)造成信號(hào)的誤碼率(PER)高,使得接收裝置無法對(duì)信號(hào)進(jìn)行正確的糾錯(cuò);另外,它還有可能使接收設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生自干擾,嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。所以,對(duì)這種干擾的抵御就顯得尤為重要了。 4、 等幅振蕩波干擾(Continuous-Wave jamming)等幅振蕩波干擾源包括有意干擾源和無意干擾源2種。前者如嬰兒監(jiān)控器和對(duì)講機(jī)等家庭用產(chǎn)品,其工作頻率都在100300 kHz之間;而后者(如電源開關(guān)等)產(chǎn)生的主諧波頻率也都在50 kHz以上。這些頻率范圍恰恰是大多數(shù)載波信號(hào)的頻率范圍,因而,這種干擾所占的比重也是較高的。 五、電力線上網(wǎng)前景 可以相信,在不久的將來,隨著電力線上網(wǎng)技術(shù)的