(一)概念
電力線上網(wǎng)是電力線通信(Power Line Communication,簡稱PLC)技術的俗稱,是指
利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。電力線通信并不是新技術,已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史,在中高壓輸電網(wǎng)(35kV以上)上通過電力載波機利用較低的頻率(9~490kHz)以較低速率傳送遠動數(shù)據(jù)或話音,就是電力線通信技術應用的主要形式之一。在低壓(220V)領域,PLC技術首先用于負荷控制、遠程抄表和家居自動化,其傳輸速率一般為1200bps或更低,稱為低速PLC。利用低壓電力線傳輸速率在1Mbps以上的電力線通信技術稱之為高速PLC,由于該技術目前主要應用于互聯(lián)網(wǎng)訪問領域,又稱為電力線上網(wǎng)。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,上網(wǎng)人數(shù)成倍增長,如何降低成本,采用何種通信方式使用戶終端連接到最近的寬帶網(wǎng)絡,成為人們關注的問題。配電網(wǎng)是目前覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡,因此利用低壓配電網(wǎng)進行高速數(shù)據(jù)的傳輸被一些業(yè)內人士認為是提供“最后一百
米”解決方案的技術之一。在需求的推動下,電力線上網(wǎng)再次成為人們關注的熱點。
(二)國外發(fā)展
1990年,英國Norweb通訊公司開始對電力線載波通訊進行研究。1995年,該公司與北電網(wǎng)絡聯(lián)手共同開發(fā)這項新技術。1998年成功進行了采用傳統(tǒng)輸電線路進行互聯(lián)網(wǎng)接入的試驗。
2000年3月23-24日,在瑞士的Interlaken召開了國際電力線通信技術論壇成立大會,該論壇著重制定與PLC有關的技術標準、討論并解決相關問題,以促進電力線通信技
術的發(fā)展,來自17個國家的51個廠商、用戶、投資者成為論壇成員,其中包括北電網(wǎng)絡、思科系統(tǒng)等IT行業(yè)的巨頭。
2000年4月,由思科、英特爾、惠普、松下和夏普等 13家公司組成的“家庭插電聯(lián)盟”(HomePlug Powerline Alliance,簡稱HPA),致力于創(chuàng)造家用電線網(wǎng)絡通信技術標準。此后,發(fā)布了該標準的第1個版本Home-Plug 10。 在電力線家庭網(wǎng)絡中,只需在事先安裝好的萬能插座上插入電源插頭即可構筑起LAN。
2001年3月,德國電力工業(yè)巨頭RWE公司和它的合作伙伴Ascom發(fā)起一項名PowerNet的計劃。根據(jù)這項計劃,兩家公司向約2萬用戶提供這種利用電源線路的互聯(lián)網(wǎng)接入服務。2001年7月1日起RWE公司電力線通信服務開始商用, RWE由此成為世界首家實現(xiàn)通過電力線接入的系統(tǒng)商業(yè)化運營的企業(yè)。
在亞洲,韓國Xeline公司于2001年3月在德國漢諾威舉辦的CeBIT 2001展覽會上,推出了電力線通信產(chǎn)品解決方案,以解決最后一公里接入、家庭網(wǎng)絡應用。該公司在漢城建立了與互聯(lián)網(wǎng)相連接的示范點,實現(xiàn)了同步互聯(lián)網(wǎng)接入的家庭聯(lián)網(wǎng)、文件共享和MP3音樂播送。目前,該公司還在德國、日本、美國、中國等地建設了電力線通信試驗點,產(chǎn)品傳輸速率從1Mbps到32Mbps。
2001年5月,日本60家企業(yè)設立聯(lián)合機構“電線載波通信設備開發(fā)部會”,研究用輸電線做通信線路的技術。
(三)優(yōu)勢和劣勢
1.優(yōu)勢
低成本。對運營商來講,由于利用電力線上網(wǎng),直接使用現(xiàn)有的電力網(wǎng)就可以實現(xiàn)通信,而不需要另外鋪設電話線、光電纜等,大大地減少了在基礎網(wǎng)絡上的投資。對用戶而言,通過電力線上網(wǎng),可以享受到價格低廉的高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務。
高傳輸速率。電力線上網(wǎng)的傳輸輸率可達2M-45M,比ISDN快70倍。
覆蓋面廣。電力線網(wǎng)絡規(guī)模之大是其他任何網(wǎng)絡所無法比擬的。電力通信可以充分利用現(xiàn)有的幾乎無處不在的低壓配電網(wǎng)絡基礎設施,無需任何布線,無需挖溝和穿墻打洞,避免了對建筑物和公用設施的破壞。
2.劣勢
帶寬問題。從理論上講,電力線上網(wǎng)的速度遠遠高于普通撥號和ISDN,也超過了大部分地區(qū)的ADSL,速率可以達2Mbps,但這是理想條件下的最高速度。如果在一個接入點內有多個用戶同時用上網(wǎng),那么上網(wǎng)速率將大打折扣。它與Cable Modem接入、WLAN接入一樣,均為共享帶寬機制,用戶越多,分配給每個用戶的有效帶寬資源就越少。另外,電力線上網(wǎng)是基于銅線的接入技術,輸速速度受銅線的限制。
安全問題。目前正在推廣的寬帶接入技術,都是發(fā)展比較成熟的技術,但利用電力線上網(wǎng),目前很難保證它的信息安全,因為電力系統(tǒng)的基礎設施和使用特性決定了它是一個開放性結構,雖然采用了技術保護措施,但還是很難保證信息的安全性。
不穩(wěn)定問題。電力線通信在控制上存在一定的困難。電力線上承載著各種各樣的電器,它們的開關,啟動和停止等操作有時會對電力線上網(wǎng)產(chǎn)生一定的干擾。特別是,我國的低壓電網(wǎng)建設一直不太規(guī)范,在農(nóng)村和城市郊區(qū)隨處可見橫七豎八的電線,每
個家庭的用電負荷也不相同,這些都會對電力線上網(wǎng)的推廣產(chǎn)生影響。
(四)發(fā)展模式
目前電力線通信已形成兩種發(fā)展模式。其一是以美國為代表的家庭聯(lián)網(wǎng)模式,這種模式的通信只提供家庭內部聯(lián)網(wǎng),戶外訪問使用其它傳統(tǒng)的通信方式。支持這種模式的國際組織為Home-Plug,是一個為高速家用電力線通信網(wǎng)絡產(chǎn)品和服務提供開放規(guī)范而成立的論壇。其二是以歐洲和亞太為代表,提供自配電變壓器或樓邊至用戶家庭的電力線通信解決方案。支持這種模式的國際組織為國際電力線通信論壇。目前,中電飛華在北京做的試驗就是采用這種模式。
(五)在中國
1.政策環(huán)境
2001年5月18日,國電通信中心獲得了信產(chǎn)部頒發(fā)的《中華人民共和國計算機網(wǎng)絡國際聯(lián)網(wǎng)業(yè)務經(jīng)營許可證》,具備ISP資格,可以開展《電信條例》泛指的相關電信增值業(yè)務和電路(光纖、帶寬)租賃業(yè)務。作為國電通信中心的控股公司,中電飛華自動享有ISP資格,可以經(jīng)營電信增值服務。但信產(chǎn)部并沒有批準國電通信中心可以經(jīng)營電力線上網(wǎng)業(yè)務,因此中電飛華目前開展的電力線上網(wǎng)業(yè)務只能限于電力系統(tǒng)的小區(qū)。
中電飛華還沒有獲得信產(chǎn)部頒發(fā)的基礎電信業(yè)務運營牌照,因此它在做寬帶接入業(yè)務時必須租用基礎電信運營商的互聯(lián)網(wǎng)接入專線。中電飛華的控股母公司國電通信中心已向信產(chǎn)部申請基礎電信牌照。不過,按照信產(chǎn)部多年來一直堅持的“維持有限競爭”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,國電通信中心得到這一牌照的可能性不大。
2.運營商
中國擁有的電力輸電線路長度在全球排名第二。我國500KV和330KV的電力線路長達25000公里,220KV線路10萬多公里,加上110KV線路,共計31萬公里。由于具有得天獨厚的電力傳輸網(wǎng)絡優(yōu)勢,國家電力公司一直是中國電力線上網(wǎng)的積極推動者。
1994年,國家電力公司全資控股的國電通信中心成立,全面負責電力系統(tǒng)的通信業(yè)務。2001年5月18日,國電通信中心獲得了信產(chǎn)部頒發(fā)的《中華人民共和國計算機網(wǎng)絡國際聯(lián)網(wǎng)業(yè)務經(jīng)營許可證》,開始具備了ISP資格,可以在全國范圍內開展電信增
值業(yè)務。不過,國電通信中心主要是通過其控股公司中電飛華來開展電力線上網(wǎng)業(yè)務和其他通信業(yè)務。
2001年9月,中電飛華在國家電力公司宿舍區(qū)建立了電力線通信實驗室,組織國內外廠商的產(chǎn)品進行測試。2001年12月,中電飛華采用國外產(chǎn)品在北京廣華軒小區(qū)開通了第一個電力線通信試驗網(wǎng)。2002年3月,中電飛華在華景園小區(qū)開通了第二個試驗網(wǎng),2002年4月在北京宣武區(qū)善果小區(qū)1號居民樓和2號居民樓開通了第三個試驗網(wǎng)。3個試驗網(wǎng)是在不同的建筑結構(24層塔樓、17層板樓、6層磚樓)和不同的低壓配電環(huán)境中,采用不同的產(chǎn)品和不同的組網(wǎng)方案進行,并接入到中電飛華的Internet出口。
2003年3月25日,中電飛華利用日本PREMINET公司的設備在法源寺小區(qū)兩個樓宇擴大規(guī)模試驗。信號測試結果表明,在該樓宇配電網(wǎng)結構下電力線通信網(wǎng)絡速率符合寬帶標準。此次在法源寺小區(qū)使用的PLC設備接入方式不同與以往的在用戶電表側注入網(wǎng)絡信號的方式,而是在配電室空氣開關處注入網(wǎng)絡信號,毋需在樓梯通道施工,維護了環(huán)境設施的完整。
中電飛華《電力線寬帶接入通知》的業(yè)務無需綜合布線,免初裝費,每月月租100元,若能一次交清一年費用可減免一個月費用。目前的最大帶寬可達1.6M,最低帶寬在512K以上,使用不限時、不限流量,只需300元購買一個“電力貓”即可。據(jù)悉,在北京電力線上網(wǎng)用戶已達到1000戶。
3.設備廠商
中國研究電力線上網(wǎng)技術起步較晚,但發(fā)展速度較快。中國電力科學研究院通信與信息技術公司在1999年開始從事電力線高速通信技術的研究工作,相繼承擔了國家電力公司《低壓配電網(wǎng)(220V/380V)復合通信方式研究》和《實用化45Mbps高速PLC的研究和開發(fā)》兩個科技項目,于2001年8月在沈陽建立了我國第一個電力線寬帶接入實驗小區(qū),目前已經(jīng)形成了包括2Mbps、14Mbps、45Mbps在內的系列高速產(chǎn)品,并率先通過了國家電力公司的認證驗收,同時其產(chǎn)品全面通過了國家權威檢測部門的電磁兼容、電氣性能檢測。
深圳國電科技有限公司是國家電力公司直屬企業(yè),該公司于2000年初開始研制戶內電力線通信產(chǎn)品,目前采用美國Intellon公司的14Mbps芯片研制的產(chǎn)品正在小范圍試驗。未來該公司計劃采用DS2公司的45Mbps芯片,研制傳輸速率達到20Mbps的戶內聯(lián)網(wǎng)設備。
福建省電力試驗研究院于1999年4月開始進行電力通信研究。2001年,研制成功“數(shù)字化輸電線路技術”的核心產(chǎn)品--電力調制解調器,其傳輸速率達到10M。2002年4月下旬至5月上旬,在中電飛華通訊公司的配合下,福建省電力試驗研究院電力通信工程技術人員在北京善果胡同開辟了寬帶小區(qū)網(wǎng)試驗,為24戶居民安裝了高速電力調制解調器。
據(jù)了解,受原國家電力公司委托,中國電力科學研究院和國電通信中心正在對國際上有關高速電力線通信標準和規(guī)范進行跟蹤研究,以便盡快制定出符合中國國情的電力線上網(wǎng)標準。
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