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【论坛话题】电力线上网,新的最后一公里

    【问题背景】家庭网络论坛网友 风流动 问:各位听说过电力线上网吗?它究竟是怎么回事呀?我以前听说过,但不知道具体是怎么回事。

    【IT168网友解答】目前上网的方式主要有:拨号﹑xDSL方式;利用有线电视线路的CABLE MODEM方式,无线方式或利用双绞线的以太网方式。现在,又有了PLC!PLC(Power Line Communication),即电力线通信。早几年就看到过这方面的报道,但那时还只是设想阶段,随着技术不断发展进步,现在PLC已经开始步入实施阶段,2001年8月中国电力科学院通信技术研究所在“沈阳电业新村智能小区”设立中国知名个PLC试验小区,到现在中国的PLC已经走过两年多的路程,全国通过PLC方式接入互联网的居民总户数已经突破两万户。这种接入方式传输速率依设备厂家的不同而在4.5M~45Mbps之间,用户只需通过连接在电脑上的“电力猫”,另一端再插入家中任何一个电源插座,就可以实现最高14M的速度上网冲浪,比ADSL的最高8M还要快将进两倍。目前我国研制的电力猫最快可达14M,因此我国目前可提供14M PLC宽带接入。

    一、认识电力线上网(PLC)

    电力线上网是利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。这种技术是把载有信息的高频加载于电流,然后用电线传输,接受信息的调制解调器再把高频从电流中分离出来,并传送到计算机或电话,以实现信息传递。通过利用传输电流的电力线作为通信载体,使得PLC具有极大的便捷性,只要在房间任何有电源插座的地方,不用拨号,就立即可享受高速网络接入,来浏览网页﹑拨打电话,和观看在线电影,从而实现集数据﹑语音﹑视频,以及电力于一体的"四网合一"!另外,可将房屋内的电话﹑电视﹑音响﹑冰箱等家电利用PLC连接起来,进行集中控制,实现"智能家庭"的梦想。目前,PLC主要是作为一种接入技术,提供宽带网络"最后一公里"的解决方案,适用于居民小区,学校,酒店,写字楼等领域。 下面让我们看一下它的拓扑图:

#$[*158003.jpg*#电力线上网拓扑图(点击看大图)*#0*#0*#center*]$#

    由图可见,PLC和现在的FTTB(光纤到楼)一样,在每个楼宇单元,有一个配电间,局端PLC设备放置在这里提供用户和局端的宽带连接,用户计算机通过电力猫将计算机数字信号调制成电力载波信号通过家庭电路网络经电表连入配电间,经局端PLC MODEM解调成计算机数字信号 经5类双搅线连入小区机房的交换机,再经路由器连入上级机房实现接入互联网。

    二、主要技术

    PLC利用1.6M到30M频带范围传输信号。在发送时,利用GMSK(高斯滤波最小频移键控)或OFDM(正交频分多路复用)调制技术将用户数据进行调制,然后在电力线上进行传输,在接收端,先经过滤波器将调制信号滤出,再经过解调,就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5M~45M之间。PLC设备分局端和调制解调器,局端负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时,来自用户的数据进入调制解调器调制后,通过用户的配电线路传输到局端设备,局端将信号解调出来,再转到外部的Internet。

    PLC传输技术,是为提供端到端接入而设计的。它贯穿了从家用电源插座和最终用户终端到电信网络的入口点。PLC技术利用室内电源线网络将IP包从用户PC传送至一个家庭室内入口点的集成器,在这一入口点,另外一个传输段利用低压配电网将数据传输至同时为多个家庭提供电源的变压器。PLC技术主要包括这么几个要素:

    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、偶合设备(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内的偶合设备的集合体有一天将使PC可以直接在网上运行。

    4、正交频分多路复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM技术),电力线上网采用的是这种多路复用技术,可以提高电力线网络传输质量。它是一种多载波调制技术。传输质量的不稳定意味着电力线网络不能保证如语音和视频流这样的实时应用程序的传输质量。然而对于传输突发性Internet数据流它却是个理想的网络。即便是在配电网受到严重干扰的情况下,OFDM也可提供高带宽并且保证带宽传输效率,而且适当的纠错技术可以确保可靠的数据传输。

    三、主要设备

    用户PLC Modem 放置在用户的家中,用来连接用户计算机和电线,可以是RJ45接口也可以是USB接口。

    下面让我们来以爱国者的一款电力猫来看看电力线上网的设备是什么样的。

#$[*158042.jpg*#电力猫(点击看大图)*#0*#0*#center*]$#

    瞧,电力猫就是这个样子,它一头采用USB接口用来接计算机,另一头是个电力插头,直接与普通电源插座相连就可以上网。

#$[*158052.jpg*#插头(点击看大图)*#0*#0*#center*]$#

    瞧,用来插入电源插座的插头和我们平时用的没什么两样吧?

    局端 PLC Modem  局端PLC调制解调器一般放置在楼宇的配电室内。一台局端设备可以拖带数十台PLC调制解调器。

#$[*158066.jpg*#局端PLC调制解调器*#0*#0*#center*]$#

    四、主要优点

    与其它接入技术相比,电力线宽带接入网络具有以下优势:

    1.可以利用现有的配电网络基础设施,不需要重新布线,节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物和公用设施的破坏,同时也节省了人力。

    2.对家庭联网提供支持:使人们可以尽享由PLC技术带来的家庭音、视频网络,多人对抗游戏等娱乐。

    3.是家居自动化的生力军:通过遍布各个房间的墙上插座将智能家电联网,提前享用数字化家庭的舒适和便利。

    4.范围广:电力线是覆盖范围最广的网络,它的规模是其他任何网络无法比拟的。PLC可以轻松地渗透到每个家庭,为互联网的发展创造极大的空间。

    5.高速率:PLC能够提供高速的传输。目前,其传输速率依设备厂家的不同而在4.5M~45Mbps之间。远远高于拨号上网和ISDN,比ADSL更快!足以支持现有网络上的各种应用。更高速率的PLC产品正在研制之中。

    6.永远在线:PLC属于"即插即用",不用烦琐的拨号过程,接入电源就等于接入网络!

    7.便捷:不管在家里的哪个角落,只要连接到房间内的任何电源插座上,就可立即拥有PLC带来的高速网络享受!

    五、存在的缺点

    1、存在衰减:比如在家庭的不同插座接入计算机,上网速度会不同,当你的计算机所接的插座和电表之间有大功率电器(如空调)开启会影响网速。这并不意味着PLC技术存在问题,因为已经有相应的设备去解决这一问题了,通信研究所的带宽稳定装置就是一种。

    2、大部分情况下,PLC数据需要通过电表传输,带宽往往在这里产生非常大的衰减,这成为PLC的主要技术瓶颈之一:PLC的带宽是否在电表处形成衰减,主要问题在于电表的设计,而不是PLC自身的技术因素,不同电表设备提供商的电表设备是不同的,主要是电容器的位置问题,特别是对于电容器置前的电表产品,由于会使高频信号发生短路。

    3、噪声大、安全性低:出现这种情况的主要原因在于,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,由于家庭电器产生的电磁波会对通信产生干扰,所以使用电力线进行通信时经常会发生一些不可预知的错误,不过这些问题已经在努力解决之中。 另外,由于电力线进行上网服务是一种“共享带宽”(shared bandwidth)技术,所以用户上网时的速度,会取决于当时有多少用户上网。

    小结:

    电力线上网目前还没有广为普及,尽管它还存在着一些缺点和不足,但相信随着技术的不断进步,困绕PLC发展的问题都会一一解决,相信在不久的将来,PLC将会迎来美好的春天。

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