電力線通信室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)技術概述及其應用

閆偉才　吳啟宗

摘要：該文概況介紹了電力線通信室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)技術，并描述了適合的應用場所，闡述了電力線通信的特點，分析了其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與關鍵技術，最后對電力線室內(nèi)通信的前景進行了展望。

關鍵詞：電力線通信；室內(nèi)通信；家庭聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）33-7911-02

電力線通信（PowerLineCommunication，PLC）是通過電力線實現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g，是現(xiàn)在比較熱點的研究課題。這種接入技術并不需要重新布線，而是在現(xiàn)有電力線上實現(xiàn)數(shù)據(jù)語音和視頻等多業(yè)務的承載，能實現(xiàn)多網(wǎng)合一，終端用戶只需要插上電源插頭就可以實現(xiàn)多種通信功能，如因特網(wǎng)接入、收看電視頻道節(jié)目、接打電話或可視電話。PLC結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

1室內(nèi)電力線通信特點

由于直接利用已有電力線系統(tǒng)，避免了工程的重復性建設，不僅節(jié)省了施工時間也大降低了工程成本。對運營商來說，在節(jié)約化建設的同時，獲取了搶占用戶的先機。

與現(xiàn)有室內(nèi)接入技術相比，PLC通信具有如下較顯著的優(yōu)點：

1）節(jié)約成本，電力線的覆蓋范圍遠遠大于光纖，銅纜等，有電力線的地方無需額外布線，很大程度上降低了成本，節(jié)約投資。

2）工程施工快，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡，可以不對已裝潢房屋進行挖洞，穿墻等。特別是較舊住宅未鋪墊光纜線路。同時無新增線路，不破壞房屋美觀。

3）可以同時實現(xiàn)多種應用，實現(xiàn)信息傳輸?shù)耐瑫r，實現(xiàn)家電控制等，也為可以為現(xiàn)在比較熱門的智能家庭、物聯(lián)網(wǎng)等提供物理基礎。

4）每個插座均可實現(xiàn)網(wǎng)絡聯(lián)接，也方便同一房間內(nèi)實現(xiàn)局域組網(wǎng)，為家庭共享，協(xié)作辦公提供方便。

下表從多個角度分析有線和無線室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)技術的速度、距離及優(yōu)缺點：

2電力線信道特點

與光纖等通信信道相比，由于電力線最初設計并沒有考慮通信需要，作為通信信道，條件相對惡劣。主要存在以下幾點原因：

1）電力線網(wǎng)網(wǎng)絡內(nèi)廣泛存在其他電氣設備干擾嚴重。很多設備均非純阻性，這些設備會給傳輸信號帶來惡劣影響。

2）較強的時變性。由于早晚，冬夏，網(wǎng)絡中設備變化很大。

3）因為較強的衰減特性，網(wǎng)絡中各節(jié)點也會表現(xiàn)出性能差異較大。

在PLC通信網(wǎng)絡，通信信息由信息輸出端通過不同路徑到過信號接收端，由于阻抗的不匹配，網(wǎng)絡各節(jié)點均存在不同程度的信號反射，多次反射后的信號由不同路徑到過接收端。給網(wǎng)絡帶來了嚴重的多么效應。

3PLC關鍵技術

通過研究知，影響電力線通信可靠性的主要因素有：噪聲電平高、阻抗變化大、信號電平衰減劇烈等。

OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）即正交頻分復用技術，多載波調(diào)制的一種。OFDM技術具有較強的抗ISI能力以及高頻譜效率，基于電力線的信道是時變的，存在嚴重的頻率選擇性衰落和多徑效應，可通過OFDM技術提高電力線網(wǎng)絡的傳輸質(zhì)量，保證帶寬傳輸效率。

下表對PLC200M技術進行了概述。

4PLC適用場合

根據(jù)前文分析電力線室內(nèi)互聯(lián)具有其他接入方式無可比擬的優(yōu)勢，可以隨時拆卸，重復利用，不浪費投資；組網(wǎng)靈活方便；區(qū)域內(nèi)信號隨處可達；且可達到通信要求。特別適合于場地不固定，隨租約而變（會展、專業(yè)市場、個體戶）；沒有條件進行有線網(wǎng)絡部署（租房用戶）；相對孤立的特殊區(qū)域（游船、列車、地鐵）等特殊場景組網(wǎng)。也適用于家庭室內(nèi)互聯(lián)，小公司內(nèi)部建網(wǎng)以及會議室聯(lián)網(wǎng)等。

5尚需解決問題

PLC通信目前尚需解決的主要問題有如下三點：

1）目前PLC技術不如其他技術成熟，還達不到高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸要求。

2）目前其他上網(wǎng)接入技術帶寬越來越高，新的接入技術層出不窮，特別是LTE的應用，無線帶寬接入更加方便。相對成熟的通信傳輸技術，PLC技術還需要繼續(xù)研究，不斷進步才能有廣闊的應用前景。

3）綠色生活逐漸影響人們的生活觀念。雖然PLC技術相對其他無線技術擁有低輻射的優(yōu)點。但隨著要求的越來越苛刻。在實際應用中，電磁輻射要降至最低。

6結(jié)束語

該文綜述了室內(nèi)電力線通信技術，并對應用進行了分析，也介紹了目前存在的問題。通過多年的研究和發(fā)展，利用電力線來傳輸數(shù)據(jù)的技術已相當成熟。隨著網(wǎng)絡技術及多媒體技術的發(fā)展，利用電力線來實現(xiàn)高速Internet接入及多媒體信息傳輸是當前的研究熱點，國內(nèi)外在相關研究和應用方面已取得了很大進展。利用電力線網(wǎng)絡通信技術，可以為智能家居系統(tǒng)提供良好的網(wǎng)絡化通信平臺，能推動數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對于改善現(xiàn)代人類的生活質(zhì)量，創(chuàng)造舒適、安全、便利的生活空間有著非常重要的意義，具有非常良好的市場前景。

參考文獻：

[1]中國電信.電力線通信室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)技術研究報告[R].廣州：中國電信股份有限公司廣州研究院，2010.

[2]康恩婷.寬帶電力線信道特性及OFDM性能的分析與研究[D].華北電力大學，2005.

[3]毛婕.基于OFDM電力線寬帶通信的研究與實現(xiàn)[D].華北電力大學，2003.

[4]周建新.電力線通信中降低OFDM峰均比技術研究[D].新疆大學，2011

[5]基于電力線通信的家庭網(wǎng)絡技術[EB/OL].（2008-3-27）.http：//hvdc.chinapower.com.cn.