在室內(nèi)，計算機(jī)、打印機(jī)、電話、傳真機(jī)、信息家電和各種智能設(shè)備都能通過普通電源插座，由已有的電力線連接起來，組成局域網(wǎng)，現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都能通過電力線向用戶提供，這一切的改變都緣自于電力線。
早先的電力線通信主要集中在高壓遠(yuǎn)距離傳輸，后來，低頻高壓電力線通信技術(shù)廣泛用于遠(yuǎn)程控制、設(shè)備保護(hù)和語音傳輸?shù)阮I(lǐng)域。再后來，電力線通信開始應(yīng)用于中壓和低壓電網(wǎng)。隨著因特網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)展和各種新技術(shù)的出現(xiàn)，電力線通信開始應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)接入和室內(nèi)組網(wǎng)，通過電力線載波方式傳送語音和數(shù)據(jù)信息，把電力網(wǎng)用于網(wǎng)絡(luò)通信，以節(jié)省通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。
電力線通信用于接入方案
電力線通信是接入網(wǎng)的一種替代方案，這對網(wǎng)絡(luò)運營商非常重要，這是因為：1.通信市場有50%的投資用于接入網(wǎng)； 2.在很多國家，電信管制解除后，接入網(wǎng)的線路資源還歸以往運營商所擁有，新興運營商于是試圖尋找一種新的解決方案，向用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，以打破傳統(tǒng)運營商對最后一公里的壟斷；3.新型電信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展導(dǎo)致了接入網(wǎng)傳輸容量需求的急劇增加。
圖1 室內(nèi)電力線組網(wǎng)
目前，開展接入網(wǎng)業(yè)務(wù)有兩種方式：一種是建立新的網(wǎng)絡(luò)，另一種是利用已有的線路資源。第一種方式可通過無線、新鋪電纜或光纖等方法實現(xiàn)，無線方式需要射頻轉(zhuǎn)換的硬件，由于成本較高，難以得到大面積推廣，只能作為有線接入的一種補(bǔ)充；新鋪電纜或光纖需要重新布線，費時費力，并給用戶帶來諸多不便。因此，利用現(xiàn)有線路資源是比較理想的解決方式。
現(xiàn)有線路資源主要有：電話線、有線電視網(wǎng)和電力線。電話線和有線電視網(wǎng)的接入線路資源歸傳統(tǒng)的運營商所擁有，而且相對于電力線而言，其線路覆蓋范圍要小得多。在國內(nèi)，除了特別偏僻的山區(qū)外，電力線幾乎無所不在，在每個家庭的每個房間，至少都有一個以上的電源插座，這對開展接入業(yè)務(wù)而言非常方便。
在室內(nèi)組網(wǎng)方面，計算機(jī)、打印機(jī)、電話和各種智能控制設(shè)備都可通過普通電源插座，由電力線連接起來，組成局域網(wǎng)。現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：如話音、電視、多媒體業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程教育等，都可通過電力線向用戶提供，以實現(xiàn)接入和室內(nèi)組網(wǎng)的多網(wǎng)合一。因此，電力線通信在家庭組網(wǎng)和接入等方面將大有可為。電力線通信將在一個較短的時間內(nèi)，達(dá)到數(shù)十億美元的產(chǎn)值，而且會像20世紀(jì)50年代的電視那樣，影響每個家庭。
電力線通信環(huán)境分析
電力線通信的環(huán)境比電話線和有線電視網(wǎng)要惡劣得多。
電力線接入是把戶外通信設(shè)備插入到變壓器用戶側(cè)的輸出電力線上，該通信設(shè)備可以通過光纖與主干網(wǎng)相連，向用戶提供數(shù)據(jù)、語音和多媒體等業(yè)務(wù)。在通信設(shè)備內(nèi)部，高頻網(wǎng)絡(luò)信號與50/60Hz低頻電信號一起，耦合到用戶端電力線上，由此可把通信網(wǎng)、電力輸送網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)連接起來。戶外設(shè)備與各用戶端設(shè)備之間的所有連接都可看成是具有不同特性和通信質(zhì)量的信道，如果通信系統(tǒng)支持室內(nèi)組網(wǎng)，則室內(nèi)任兩個電源插座間的連接都是一個通信信道。因此，低壓電力網(wǎng)有多個通信信道。通信質(zhì)量的好壞與通信信道直接相關(guān)，很大程度上取決于接收端的噪音水平和不同頻率信號的衰減。噪音越大，在接收端將越難提取出有用的信號；同樣，如果信號從發(fā)送端到接收端的傳輸過程中發(fā)生衰減，在接收端，信號可能被淹沒在噪音之中，也很難提取出有用的信號。
圖2 電力線接入示意圖
電力線通信的噪音主要來源于與低壓電網(wǎng)相連的所有負(fù)載以及無線電廣播的干擾等，由于負(fù)載的開關(guān)會引起電力線上電流的波動，使得電力線的周圍會產(chǎn)生電磁輻射，所以，沿電力線傳送數(shù)據(jù)時，會出現(xiàn)許多意想不到的問題。另外，信號衰減與信道的物理長度和低壓電網(wǎng)的阻抗匹配情況有關(guān)，由于低壓電網(wǎng)上負(fù)載的開關(guān)是隨機(jī)的，因此，其阻抗是隨時間而變化的，很難進(jìn)行匹配。所以，電力線通信的環(huán)境極為惡劣，在這樣惡劣的環(huán)境下，很難保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，必須采用許多相關(guān)的技術(shù)加以解決。
電力線通信技術(shù)實現(xiàn)
長久以來，人們試圖用電力線傳輸高速數(shù)據(jù)和語音等信號，沒有成功。因此，必須找到一種可靠的傳輸方式，使得數(shù)據(jù)可以在惡劣的電力線通信環(huán)境下穩(wěn)定地傳送。力普公司依靠自身的研發(fā)實力和多年的技術(shù)積累，采用許多新的技術(shù)，使其電力線通信產(chǎn)品的開發(fā)取得了突破性的進(jìn)展，并相繼開發(fā)出各種類型的應(yīng)用產(chǎn)品。如用于智能小區(qū)的光纖到小區(qū)，電力線到戶的全套產(chǎn)品；基于電力線通信的VoIP；電力線組網(wǎng)產(chǎn)品；電力線到以太網(wǎng)的橋接產(chǎn)品。目前推出的產(chǎn)品傳輸速率為14Mbps，明年初，將推出100Mbps速率的產(chǎn)品。
和各種新技術(shù)的出現(xiàn)，電力線通信開始應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)接入和室內(nèi)組網(wǎng)，通過電力線載波方式傳送語音和數(shù)據(jù)信息，把電力網(wǎng)用于網(wǎng)絡(luò)通信，以節(jié)省通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。
電力線通信用于接入方案
電力線通信是接入網(wǎng)的一種替代方案，這對網(wǎng)絡(luò)運營商非常重要，這是因為：1.通信市場有50%的投資用于接入網(wǎng)； 2.在很多國家，電信管制解除后，接入網(wǎng)的線路資源還歸以往運營商所擁有，新興運營商于是試圖尋找一種新的解決方案，向用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，以打破傳統(tǒng)運營商對最后一公里的壟斷；3.新型電信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展導(dǎo)致了接入網(wǎng)傳輸容量需求的急劇增加。
圖1 室內(nèi)電力線組網(wǎng)
目前，開展接入網(wǎng)業(yè)務(wù)有兩種方式：一種是建立新的網(wǎng)絡(luò)，另一種是利用已有的線路資源。第一種方式可通過無線、新鋪電纜或光纖等方法實現(xiàn)，無線方式需要射頻轉(zhuǎn)換的硬件，由于成本較高，難以得到大面積推廣，只能作為有線接入的一種補(bǔ)充；新鋪電纜或光纖需要重新布線，費時費力，并給用戶帶來諸多不便。因此，利用現(xiàn)有線路資源是比較理想的解決方式。
現(xiàn)有線路資源主要有：電話線、有線電視網(wǎng)和電力線。電話線和有線電視網(wǎng)的接入線路資源歸傳統(tǒng)的運營商所擁有，而且相對于電力線而言，其線路覆蓋范圍要小得多。在國內(nèi)，除了特別偏僻的山區(qū)外，電力線幾乎無所不在，在每個家庭的每個房間，至少都有一個以上的電源插座，這對開展接入業(yè)務(wù)而言非常方便。
在室內(nèi)組網(wǎng)方面，計算機(jī)、打印機(jī)、電話和各種智能控制設(shè)備都可通過普通電源插座，由電力線連接起來，組成局域網(wǎng)。現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：如話音、電視、多媒體業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程教育等，都可通過電力線向用戶提供，以實現(xiàn)接入和室內(nèi)組網(wǎng)的多網(wǎng)合一。因此，電力線通信在家庭組網(wǎng)和接入等方面將大有可為。電力線通信將在一個較短的時間內(nèi)，達(dá)到數(shù)十億美元的產(chǎn)值，而且會像20世紀(jì)50年代的電視那樣，影響每個家庭。
電力線通信環(huán)境分析
電力線通信的環(huán)境比電話線和有線電視網(wǎng)要惡劣得多。
電力線接入是把戶外通信設(shè)備插入到變壓器用戶側(cè)的輸出電力線上，該通信設(shè)備可以通過光纖與主干網(wǎng)相連，向用戶提供數(shù)據(jù)、語音和多媒體等業(yè)務(wù)。在通信設(shè)備內(nèi)部，高頻網(wǎng)絡(luò)信號與50/60Hz低頻電信號一起，耦合到用戶端電力線上，由此可把通信網(wǎng)、電力輸送網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)連接起來。戶外設(shè)備與各用戶端設(shè)備之間的所有連接都可看成是具有不同特性和通信質(zhì)量的信道，如果通信系統(tǒng)支持室內(nèi)組網(wǎng)，則室內(nèi)任兩個電源插座間的連接都是一個通信信道。因此，低壓電力網(wǎng)有多個通信信道。通信質(zhì)量的好壞與通信信道直接相關(guān)，很大程度上取決于接收端的噪音水平和不同頻率信號的衰減。噪音越大，在接收端將越難提取出有用的信號；同樣，如果信號從發(fā)送端到接收端的傳輸過程中發(fā)生衰減，在接收端，信號可能被淹沒在噪音之中，也很難提取出有用的信號。
圖2 電力線接入示意圖
電力線通信的噪音主要來源于與低壓電網(wǎng)相連的所有負(fù)載以及無線電廣播的干擾等，由于負(fù)載的開關(guān)會引起電力線上電流的波動，使得電力線的周圍會產(chǎn)生電磁輻射，所以，沿電力線傳送數(shù)據(jù)時，會出現(xiàn)許多意想不到的問題。另外，信號衰減與信道的物理長度和低壓電網(wǎng)的阻抗匹配情況有關(guān)，由于低壓電網(wǎng)上負(fù)載的開關(guān)是隨機(jī)的，因此，其阻抗是隨時間而變化的，很難進(jìn)行匹配。所以，電力線通信的環(huán)境極為惡劣，在這樣惡劣的環(huán)境下，很難保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，必須采用許多相關(guān)的技術(shù)加以解決。
