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宽带 走进电力线上网的世界

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电力线上网的基本特点
    电力线上网(PLC)是指利用电力结传输数据和话音信号的一种通信方式。该技术在不需要重新布线的基础上,在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载,最终可实现四网合一。

                                                                                图1 电力猫
    终端用户只需要插上电源插头,就可以实现因特网接入,电视频道接收节目,打电话或者是可视电话。要满足市场需求,利用普通电线传输信号,上网方便程度仅次于无线的PLC自然很受关注。当电力线空载时,点对点PLC信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时,只能传输一二百米。目前来讲,PLC还不适合长距离的数据传输,但如果只在楼宇内应用,解决“最后一百米”的入户问题,还是完全可以胜任的。
    原理上,用户通过电源插座即可实现宽带接入,无须综合布线。PLC技术分为低压PLC和中压PLC两种。PLC利用1.6M到30M频带范围传输信号。在发送时,利用GMSK或OFDM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。
    例如要在一个小区宽带中实现电力线接入——当以电力线作为传输媒体接入互联网时,开工时只需在楼里配备一台PLC局端设备进行信号覆盖,通过将传统的以太网信号转化成在220V的民用电力线上传输的高频信号,采用耦合器将信号耦合到三相四线电线中,实现信号加载和传输。

                                               图2 电力线接入示意图
    此时传统意义上的电力线就成了用户上网的传输媒体了。如果单元的电表是集中放置时更可在电表后进行信号耦合,此时信号加入后不受电表的磁场干扰,信号分配均匀,受电源总负荷变化的影响力小。需要上网的用户只需要有一台PLC用户端设备就可以了,随着用户数增加到15个或以上时ISP可再增加一台PLC局端设备以便保证用户的接入速度不小于512K。
    以此类推当出口带宽足够时,随着用户数的增加ISP只要适时地增加PLC局端设备的数量,就可保证用户的连接速度不小于512K。采用信号回路迂回至电表箱,分别在用户电表后端利用磁环将信号耦合到供电线路,此方案信号加入后不受电表的强磁场干扰,信号分配均匀,受电源总负荷变化的影响力小,最后数据网线汇总到交换设备连接外网。
    电力线上网优点
    目前电力线上网的主要运营商有中电飞华等,电信、网通等ISP亦在对这种技术进行试点。电力线上网优点如下:
    1、实现成本低
    由于可以直接利用已有的配电网络作为传输线路,所以不用进行额外布线,从而大大减少了网络的投资,降低了成本。对于小区宽带接入或商用宽带接入来说,其楼房一般是先建好再设计宽带,改造时需要接入宽带网,如果破墙埋网线,既费时间,成本亦不会低。
    虽然无线网络可以做到不破墙,但对于高层建筑来说,其必需布设N多个AP才能满足需求,而且同样不能避面信号盲区的存在。电力线接入只需先申请其它宽带专线接入,然后再将其接到配电间的电力线局端设备上。这样,每个房间的电源插座上,只要插上“电力猫”就可以上宽带网了。其虽然对单个用户并不具备成本上的优势,但对多个用户(小区用户)或商业用户群很具价格优势。
    2、覆盖范围广,但并非最佳
    电力线是覆盖范围最广的网络之一,这也使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。但同依赖电话线上网的ADSL等宽带接入方式相比,其也并非占据完全优势。
    3、高速率
    PLC能够提供高速的传输,这点相比普通宽带优势明显。目前,其传输速率依设备厂家的不同而在4.5M-45Mbps之间(通过升级设备可达100Mbps或更高),国内PLC猫多采用14Mbps速度。足以支持现有网络上的大部分应用,而且更高速率的PLC产品正在研制之中,小日本在2005年已开始在住宅内进行最高速度为200Mbit/秒的电力线通信实验。
    4、使用较便捷
    PLC属于“即插即用”设备,不用烦琐的拨号过程,接入电源就等于接入网络。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。
    5、安装简单
    对于家中已接入宽带网的个人用户来说,只要购置一或两只“电力猫”,一只接入室外进来的电信或网通的宽带接口,另一只就可以在室内任何一个电源插座上,然后再利用RJ45双绞线与计算机的网卡连接或USB连线与计算机的USB接口连接就可以了,在房间只要有电线插座的地方就能有线上网。

                                            图3 电力路由器接入
    而要在只有一个宽带入口的情况下要实现多台电脑同时上网。可由宽带路由器或带路由的ADSL猫实现内置网络地址转换(NAT)和动态地址分配(DHCP),再在每个用户端配置一个电力猫,便能实现多台电脑共享一个宽带入口上网。当然,更多情况下,是ISP在进行电力布线时,已选用了“电力路由器(PLC Router)”,其亦能实现内置网络地址转换(NAT)和动态地址分配(DHCP),让N个电力猫实现N台电脑同时上网。
    电力线上网缺点
    目前还没有一种十全十美的宽带接入方式,电力线上网亦是如此。
    1、易受其它电器干扰
    信号受电线信号的影响较大,在用电高峰易出现信号波动等等。与RJ45双绞线相比,家用电力线上一般会接入很多电器设备,这些设备插入或断开、开机或关闭电源,都可能导致电力线的电流和电压不断地变化,造成上网速度的减慢,如有时打开电视后你会发现上网速度从2M一下跌到128KB,就如墙壁对无线信号的影响一样。
    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率的有效方法,但目前看来效果都不大。
    2、电表易成带宽瓶颈
    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。不同电表设备提供商的电表设备是不同的,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,通过该类电表上网所产生的衰减很大。由于电表是既有产品,不可能对其进行大规模换用,所以只能尽量通过PLC产品自身的技术改进来克服PLC衰减的问题。
    3、泄漏和安全
    用电力线作为网络基础设施相对于其它技术具有不需另外布线、可同时支持宽带接入和家庭联网及成本低的优点。但是,任何电力电缆都是为50Hz或60Hz低损耗输电而设计的。当把它们用于宽带传输时,意味着必须传送9kHz到30MHz频率之间的信号。在这些频率,电力电缆可能有泄漏,也就是说,部分高频信号功率将以电磁波的形式辐射出去,干扰其它电器。
    此外,小区网络间的局域网安全问题也值得关注,因为一个电力宽带网就等同于一个同用户组的LAN。目前一些厂家亦已开始研发“安装减少电磁波泄漏的技术,不对其他通信及周围设备造成负面影响”的技术。
    电力线上网前景
    目前国内外都在对电力线上网进行研发,但迫于技术没有大的突破,普及性都不高,其大多还处在试推广阶段。
    在国内,“电力猫”已在北京、上海、杭州、福州、重庆等地的个别居民小区和宾馆展开。“电力猫”的市场更多的是面向新装用户,而想让已装ADSL等宽带的用户换装“电力猫”,其还需在价格和服务支持上多下手才行。
    在国外,2004年,美国IEEE/联邦通讯委员会投票修订其规则,将制定电力线接入标准,小日本一些公司已开始致力于对高速电力线通信进行研发。而欧盟执行委员会已经向成员国政府提出了一个指导意见,让各个成员国大力推广利用电力线提供低成本的高速互联网接入服务。
    所以,着眼未来,随着电力线上网设备价格的不断降低、接入费用的不断下调,电力线上网成为目前流行的ADSL宽带接入的有力补充,成为“第三种宽带”走入更多的寻常百姓家还是指日可待的。

评论 3

muyeyulin muyeyulin  初级会员  发表于 2011-12-14 10:11:01 | 显示全部楼层
这个东西有点用,就是目前不便宜,而且损耗严重

黑夜的星空 黑夜的星空  初级会员  发表于 2011-12-14 12:37:41 | 显示全部楼层
看看,学习学习{:3_231:}

独狼 独狼  正式会员  发表于 2012-2-2 11:06:24 | 显示全部楼层
听说这家伙的信号损失率很大,还有易受干扰什么的?搞不懂,既然这样还发展什么呢。。。

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