浅析电力线通信的原理及特点

1、浅析电力线通信的原理及特点 0 引言 21世纪将是信息技术继续迅猛发展的世纪，同时也给现代通信的发展提出了更高的要求。目前，我国互联网（internet）的接入存在着所谓最后一公里的瓶颈问题，即主干网具有相当容量的带宽，但是用户接入使用的线路带宽很窄，从而大大地限制了传输速度。1997年以来，国际上兴起的高速电力线通信被看作是解决信息高速公路最后一公里问题的一种方案。 1 电力线通信的发展现状 欧洲的科研机构和厂商主要研究plc在internet（互联网）高速接入网上的应用。欧洲的电力公司凭借其拥有的通达各家各户的电网资源以及欧洲半导体器件厂商开发的高速plc芯片，积极参与了接入网市场的竞争。

2、 德国在电力线接入领域的应用具有代表性。西门子公司开发了以电力线为载体的高速网上服务，继而由德国卡尔斯鲁厄电力公司（enbw）完成了可行性试验。目前，德国mvv公司已在德国曼海姆为3 000个用户安装了这种上网装置，对200户家庭进行的抽样试验已经顺利完成。 与欧洲致力于将plc用于互联网高速接入的研究不同，美国则把主要研究精力放在plc在智能小区建设以及智能家电领域的应用。 2 电力线通信的研究 电力线通信（power line communication）是使用低压民用电线来传输网络数据的通信技术，从目前的发展阶段来看，电力线通信的技术涵盖了以太网技术与电力技术及一些特殊的通信编码调制技术

3、。 plc在osi的第二层以上符合标准的802.3以太网规范。以太网是以点对点方式传输802.3格式帧的网络，以太网数据帧均遵从ieee发布的802.3标准。plc则是以太网的一个分支，区别在于在物理层中介质更换为电力线，并且在第二层上采用了基于csma/ca的广播共享方式，在此规范下欧洲电力线联盟homeplug 1.0的通信速率为14m bps。 为了解决在强电环境下对高频数据通信的干扰，homeplug规范中引入了ofdm调制方式，并且在标准规范中保证了与国际电磁兼容的适配，以避免电磁泄漏对通信及其他设备电器的影响。 国内的低压配电网络结构复杂，不同楼层、不同建筑时期的楼宇配电网结构都不

4、相同，接入方案尚无法统一。plc网络结构灵活，可根据用户数的数量做出相应的改变。根据配电网线路、楼宇结构和用户的特点，方案可分为高层住宅楼、低层住宅楼和商业写字楼三种情况考虑。 2.1 高层住宅楼组网方式 组网方案：接入采用fttb+plc的方案，光纤到小区，光纤到楼，使用光纤调制解调器或光纤收发器实现与plc网络的连接。楼内采用plc接入以配电网物理网络为基础，将配电网分为不同的用户接入共享区域，根据实际情况确定接入方案。 plc局端设备放在地下室的配电间内，使用同一条电力线的一层或相邻几层用户作为一共享区域，共用一台plc局端设备。若用户较少可将多个共享区域合并连接到同一台设备，如将用户按

5、三相线路划分，使用a相线路的用户共享a相电力线，甚至可以让全楼的用户共享同一条电力线，这样可以在保证用户上网带宽的同时使设备保持较高的利用率。用户增多后可方便的把共享区域分开，对原有用户的使用不会产生影响。 用户端设备plc modem（调制解调器）从电力线中分离出数据信号，通过usb rj45等接口与用户计算机相连，保证端到端2mbps带宽。多个plc modem（调制解调器）可组成小型局域网。该方案主要针对用户居住集中、上网率高的小区高层住宅楼，可结合远程抄表、家政自动化等应用。 2.2 商业写字楼组网方式 商业写字楼内主要是中小型企业，这些用户对网络带宽和安全性的需求并不很高，plc宽带

6、接入就可以满足用户的要求。 写字楼的接入采用fttb+以太网+plc的方案，光纤到楼，通过光纤与plc网络连接。安装一台交换机或集线器，作为楼宇的核心交换设备，在楼层做以太网的综合布线，保证100m带宽到楼层。在楼层配电间安装plc局端设备，根据企业用户需要的端口数划分共享区域。端口数较多的用户可独享一台plc设备，端口数少的用户可共享plc设备。 信号通过电力线传输到办公房间，通过plc modem（调制解调器）到达用户的计算机。采用plc接入的企业不需在办公室内布线，利用电力线就可实现高速上网，同时可以组建企业的内部局域网。 2.3 低层住宅楼组网方式 组网方案：采用fttb+plc或光纤

7、到变压器+plc的方案，小区通过光纤与plc网络连接。以配电网物理网络划分为基础，一个单元放置一台plc局端设备，用户共享电力线。用户较少时可以扩大共享范围，几个单元甚至几栋楼实现共享。当用户增多时再根据用户的分布灵活划分共享范围。 plc modem（调制解调器）通过usb rj45等接口与用户计算机相连保证端到端2mbps带宽。多个plc modem可组成小型局域网。 该方案针对用户相对集中、上网需求较少的住宅楼。 2.4 新的组网方式 2004年，法国spidcom公司宣布开发出全球第一款在plc上传输速率达到224mbps芯片spc200-e，它既可以应用于低压plc，也可以应用于中压

8、plc。这样一来，改变了传统的plc接入网的光纤+五类线+plc的接入方式，使得小区接入可以直接变成光纤+plc的接入方式。 与其他的各种可以入户的通信技术相比较，plc通信方式有着独特的优势。光纤和局域网等通信技术，均需铺设专门的通信电缆入户，而且综合成本（包括设备、安装、电缆铺设等费用）高。入户铺设通信电缆对用户的干优大，接口位置固定，不便于用户随意调整。对用户集中的高层住宅楼，如没有相对数量固定的用户，投资者（用户或经营者）很难受益。adsl通信方式虽利用电话线而不需铺设专门的通信电缆，但对信号质量和速度受电话线本身质量的限制，而且综合成本高。相比较而言，plc通信具有以下独有的特点： 1）电力线的入户率高，覆盖范围大，在户内的插座（电力线上网口）多； 2）plc的传输速率高； 3）安装简便； 4）与计算机和其他电器设备联网方便。 电力线通信除了具有以上的优点外，当然必不可少也会有一些缺点： 1）带宽问题； 2）安全问题； 3）不稳定问题。 3 总结语 随着通信网络技术的高速发展，当前的网络接入存在着最后一公里接入的瓶颈问