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　　［導(dǎo)讀］－－電力線通信(PLC)是指通過架設(shè)在電力線桿和布置于室內(nèi)的電力線進(jìn)行通信。

　  電力線通信(PLC)是指通過架設(shè)在電力線桿和布置于室內(nèi)的電力線進(jìn)行通信，即利用專用調(diào)制解調(diào)器對信號進(jìn)行調(diào)制，然后把信號加載到現(xiàn)有電力線中進(jìn)行通信的技術(shù)。利用電力線進(jìn)行載波通信是一種很成熟、在電力系統(tǒng)內(nèi)部通信中應(yīng)用很廣的老技術(shù)，但這種通信頻帶窄(日本《無線電法》規(guī)定只能使用10-450kHz頻帶)、傳輸速度慢。要想提高傳輸速度就必須增加帶寬，這就是近年來提出的電力線寬帶通信技術(shù)(BPL：Broadband over Power Line)。
　　
　　電力線寬帶通信技術(shù)
　　
　　 2002年4月日本總務(wù)省設(shè)立了“電力線通信設(shè)備研究會”，探討追加2-30MHz的可行性。增加帶寬后，就有可能將其傳輸速度最大提高至200Mbit/秒。該研究會進(jìn)行了實地試驗，測量了有可能干擾2-30MHz頻帶無線通信的泄漏電波。
　　
　　但結(jié)果卻并不理想。泄漏電波強(qiáng)度太高。某些情況下，甚至超過了不需許可即可使用的小型無線電設(shè)備(無線電收發(fā)機(jī)、無繩麥克風(fēng)和無繩電話等)的規(guī)定值。基于這種結(jié)果，該研究會最后得出結(jié)論說：擴(kuò)大頻帶為時尚早。
　　
　　然而，日本總務(wù)省并非已經(jīng)放棄PLC技術(shù)的實用前景。該研究會的報告中指出“由于有望在技術(shù)上取得進(jìn)展，因此必須繼續(xù)進(jìn)行研究開發(fā)”，對未來前景寄予厚望。
　　
　　實際上，減小泄漏電波的技術(shù)開發(fā)正在穩(wěn)步進(jìn)行。由于電力線一般都是雙股結(jié)構(gòu)，因此如果兩股電力線的電阻差(平差)較大，泄漏電波就會增加。因此，提高平差是一種行之有效的方法。另外，在信號調(diào)制方式上，也正在根據(jù)其特點探討分類使用的可行性。
　　
　　調(diào)制方式也在不斷改進(jìn)。使用寬帶的PLC通信將采用被稱為OFDM(正交頻分復(fù)用技術(shù))的調(diào)制技術(shù)，該技術(shù)使用多個載波(傳輸數(shù)據(jù)的載波)傳輸數(shù)據(jù)。通過改進(jìn)OFDM，根據(jù)傳輸線路的噪音強(qiáng)度動態(tài)地發(fā)送合適的載波技術(shù)正在不斷成熟。該技術(shù)稱為自適應(yīng)OFDM，比如使用的時候某些特定頻帶可以完全不發(fā)送載波。
　　
　　不過，該技術(shù)并不能保證完全解決噪音問題。研究人員指出，由于即便不使用某些特定載波，也會存在一定的能量，因此最多也許只能降低30bB的無線電噪音。因此，在措施上還要求采用消除特定頻帶的陷波濾波器(Notch Filter)。
　　
　　另一個疑問是自適應(yīng)OFDM是否真的能夠傳輸合適的載波。由于調(diào)制解調(diào)器要根據(jù)所檢測到的傳輸線路噪音控制功率強(qiáng)度，因此如果附近有弱電波接收機(jī)，調(diào)制解調(diào)器顯然是無法發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備的。而且有的無線設(shè)備還組合使用弱信號和強(qiáng)信號。無論哪種情況，都必須在控制技術(shù)方面再多下一番功夫。
　　
　　然而，電力線通信中泄漏的電磁波不僅僅是無線電噪音。和那些已經(jīng)有相應(yīng)頻帶的其它無線通信方式相比，電力線通信的地位相當(dāng)尷尬。由于2-30MHz頻帶已經(jīng)被全部分配出去，因此問題已經(jīng)不僅僅是消除特定頻帶了，而是必須把所有頻帶中的泄漏電波強(qiáng)度控制到很低的水平。如果嚴(yán)格遵守這一要求的話，“最低噪音”的標(biāo)準(zhǔn)將非常苛刻。由于必須達(dá)到不干擾其它所有的無線通信，因此原則上就要求噪音強(qiáng)度要達(dá)到與自然界原始強(qiáng)度相同的水平。因為即便是微弱無線電設(shè)備產(chǎn)生的限制電流強(qiáng)度，如果距離較近，那么也會在被干擾的設(shè)備中產(chǎn)生相當(dāng)高的無線電波。
　　
　　在2002年夏季實施的實地試驗中，已經(jīng)證實電線桿至各家庭之間的接線和使用電力線通信服務(wù)的建筑物會向空中泄漏電磁波。人們擔(dān)心會對業(yè)余無線電、短波與中波廣播通信和船舶通信產(chǎn)生干擾。不僅日本業(yè)余無線電聯(lián)盟等相關(guān)團(tuán)體表示反對，專家也不斷提出意見說“泄漏電磁波強(qiáng)度太高、會產(chǎn)生問題”。因此日本總務(wù)省設(shè)立的電力線通信技術(shù)研究會2002年8月曾以“技術(shù)尚不成熟”為由，推遲了有關(guān)實用問題的決策，相關(guān)研究已經(jīng)被凍結(jié)。
　　
　　但是，日本政府在2003年度的日本IT政策中允許企業(yè)對電力線通信進(jìn)行研究。由此日本總務(wù)省在2004年1月有條件地解除了實地試驗的禁令，再次著手對其實用前景進(jìn)行探討，并準(zhǔn)備修改日本的《無線電法》。日本總務(wù)省附加的條件包括：(1)采用可減輕電磁波泄漏的技術(shù)；(2)不能對其它通信和周邊設(shè)備產(chǎn)生干擾；(3)帶寬限定在2～30MHz之間。
　　
　　截止到2004年8月26日，共獲準(zhǔn)在14家服務(wù)商的28種設(shè)備中進(jìn)行實驗。
　　
　　東京電力和松下電工等7家日本企業(yè)都在加緊進(jìn)行將家庭電力線用作互聯(lián)網(wǎng)接入線路的電力線通信實地試驗。正在進(jìn)行電力線通信實地試驗的包括東京電力和九州電力兩家電力公司，以及日本PREMINET、日本LINECOM、松下電器產(chǎn)業(yè)、松下電工和三菱電機(jī)等5家產(chǎn)品廠商及設(shè)備集成商。試驗地點總計13個。其中11個位于關(guān)西地區(qū)及九州等西日本地區(qū)。
　　
　　電力線通信將家庭電力線(電燈線)用作通信線路。通過把電力線通信調(diào)制解調(diào)器連接線插到電源插座上，就能將電力線用作訪問互聯(lián)網(wǎng)的線路。其特點是通過在10-30MHz左右的大帶寬中加載信號，實現(xiàn)數(shù)十Mbit/秒的高速通信。
　　
　　日本NEC于2004年7月12日宣布將開始對利用室內(nèi)電力線的通信技術(shù)“電力線載波通信”(PLC)進(jìn)行實證實驗。實驗中使用的調(diào)制解調(diào)器由東洋通信機(jī)生產(chǎn)，速度達(dá)到業(yè)界最大的200Mbit/秒。實證實驗將利用位于大阪府茨木市的關(guān)西電力管內(nèi)設(shè)施。
　　
　　 PLC是一項不論在任何地方只要有電源插座、只需插上信息插頭即可實現(xiàn)通信的通信技術(shù)，人們希望該技術(shù)能在網(wǎng)絡(luò)家電的普及上起到關(guān)鍵性作用。NEC進(jìn)行實證實驗的高速PLC將使用2-30MHz的高頻帶。該頻帶有可能會對業(yè)余無線電波等其它無線電波造成干擾，目前僅允許以開發(fā)泄漏電場降低技術(shù)為目的的實驗在2005年3月前使用。
　　
　　日本東京電力公司從2004年9月1日起到2005年3月底，在該公司的住宅內(nèi)進(jìn)行最高速度為200Mbit/秒的電力線通信(PLC：power line communication)實驗。東京電力表示，200Mbit/秒為目前全球最快的電力線通信速度。東京電力已開始在公司住宅等4處進(jìn)行電力線通信的現(xiàn)地實驗。在開發(fā)200Mbit/秒調(diào)制解調(diào)器的同時，該公司已經(jīng)向日本總務(wù)省關(guān)東綜合通信局申請了在住宅中的兩處進(jìn)行實驗。實驗將使用住友電工開發(fā)的200Mbit/秒電力線通信調(diào)制解調(diào)器，驗證集中住宅中減少電磁波泄漏的技術(shù)等。
　　
　　東京電力對于電力線通信技術(shù)十分積極。東京電力光網(wǎng)絡(luò)分公司總裁表示："希望2005年秋季開始提供電力線通信商用服務(wù)"。該公司打算利用其FTTH(光纖到家庭)服務(wù)將光纖拉到用戶家中，并利用電力線通信建立家庭內(nèi)部LAN。
　　
　　目前，東京電力、關(guān)西電力等各電力公司與松下電器產(chǎn)業(yè)等家電廠商已經(jīng)開始了實證實驗。各公司的目標(biāo)是PLC利用的2-30MHz的高頻帶的解禁。如果實驗結(jié)果證實該頻帶對其它無線電波沒有影響的話，將大大提高解禁的可能性。
　　
　　日本本多電子公司于2004年6月開發(fā)出降低共模噪聲的技術(shù)，該技術(shù)可應(yīng)用于調(diào)制2-30MHz頻帶信號的電力線調(diào)制解調(diào)器。關(guān)鍵技術(shù)有兩個：(1)該公司與NEC共同開發(fā)出面向2-30MHz頻帶電力線調(diào)制解調(diào)器的變壓器和共模扼流圈(CMC)；(2)本多電子對收發(fā)模擬電路進(jìn)行了改進(jìn)。通過上述措施，不僅降低了將電力線調(diào)制解調(diào)器插入插座時發(fā)生的對連接到該電力線的其它設(shè)備產(chǎn)生影響的共模噪聲，并且提高了接收靈敏度。由于采用了新開發(fā)的變壓器和CMC的調(diào)制解調(diào)器，該試制品與以往的試制品比較，以下方面得到改善：(1)描述共模噪聲強(qiáng)度的共模電流減小約34dBμA；(2)描述接收靈敏度的變壓器輸出電平提高約11dBμV/10kHz。這意味著電力線的泄漏電場減至以往的約1/50。
　　
　　新開發(fā)的變壓器的目的在于提高接收靈敏度。以往的變壓器由于升壓后導(dǎo)致可接收的頻帶變窄，因此不能在利用2-30MHz寬頻帶的電力線調(diào)制解調(diào)器中使用。本多電子和NEC基于2003年共同開發(fā)10-450kHz頻帶電力線調(diào)制解調(diào)器用變壓器的經(jīng)驗，開發(fā)出即使升壓后也不會使接收頻帶變窄的技術(shù)。此外還新開發(fā)出電力線通信專用的共模扼流圈。以往共模扼流圈用于電力線通信時存在正常模式下的阻抗太大的問題。另外，在共模下不存在阻抗問題。
　　
　　與使用10-450kHz頻帶的電力線調(diào)制解調(diào)器相比，使用2-30MHz頻帶的電力線調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制信號帶寬更寬，而且電力線上的噪聲也小。本多電子表示，已經(jīng)在10-450kHz頻帶調(diào)制解調(diào)器中確立降低電源部噪聲、減少發(fā)送部泄漏以及消除接收部噪聲等技術(shù)，該公司打算陸續(xù)將上述技術(shù)應(yīng)用于2-30MHz頻帶的調(diào)制解調(diào)器中。今后還將為解決通過電力線泄漏電場并由此導(dǎo)致電磁噪聲與無線通信串音的電波干擾問題開發(fā)相關(guān)技術(shù)和開展實證試驗。該公司打算開發(fā)最高傳輸速度超過100Mbit/秒的2-30MHz頻帶電力線調(diào)制解調(diào)器，并計劃2004年夏季前完成試制機(jī)。
　　
　　美國電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)2004年7月20日宣布，開始制定電力線寬帶(BPL：Broadband over Power Line)硬件規(guī)格IEEE P1675，目標(biāo)是在2006年中期完成規(guī)格的制定。該規(guī)格旨在對地上及地下使用的BPL基礎(chǔ)設(shè)施硬件制定一攬子標(biāo)準(zhǔn)，另外還提供對BPL設(shè)備進(jìn)行安全設(shè)置的指南。
　　
　　 BPL使用融合計算機(jī)與路由器的設(shè)備與耦合器。將來自變電所的信號導(dǎo)入光纖，然后加載到中壓線的電流信號上發(fā)送出去。為了保證信號強(qiáng)度，每隔800-1600m需設(shè)置一個中繼器。在家庭與企業(yè)附近的中繼器或路由器，把信號在到達(dá)變壓器之前從中壓線上分離出來，再發(fā)送到位于變壓器另外一側(cè)的低壓線上。這樣一來，信號就會在流向建筑物的所有低壓線上存在，如果把大樓或房屋的電力線與調(diào)制解調(diào)器相連接，就可以簡便地實現(xiàn)接入寬帶網(wǎng)。
　　
　　 IEEE的BPL工作組負(fù)責(zé)人解釋說，“把電力網(wǎng)作為寬帶接入媒體加以利用后，除了可以提供互聯(lián)網(wǎng)接入的新選擇，還能夠解決‘最后一公里’問題。BPL所帶來的利益巨大，大多數(shù)電力公司都在考慮提供BPL。但另一方面還存在著障礙，即中繼器、路由器、中壓線與低壓線用耦合器等基礎(chǔ)設(shè)施所需設(shè)備的安全性與性能標(biāo)準(zhǔn)尚未制定。另外，還必須有設(shè)備的設(shè)置與運(yùn)用相關(guān)指南。制定IEEE P1675規(guī)格將有助于解決這些問題”。
　　
　　超寬帶無線技術(shù)(UWB)
　　
　　美國Pulse-Link公司于2004年12月13日宣布，利用數(shù)GHz帶寬的無線通信技術(shù)“UWB(ultra wideband，超寬帶無線技術(shù))”實現(xiàn)最高667Mbit/秒傳輸量。該公司計劃2005年4月發(fā)貨相關(guān)IC的工業(yè)樣品。該產(chǎn)品可用來在家中的視聽設(shè)備之間交換高清畫質(zhì)動態(tài)圖像和HDMI及IEEE1394b等接口規(guī)格的無線傳輸用途。
　　
　　 Pulse-Link稱糾錯后的傳輸量達(dá)667Mbit/秒，實際數(shù)據(jù)傳輸速度超過1Gbit/秒，隔墻最長傳輸25m左右。并計劃2005年2月開始發(fā)貨該芯片組的評價電路板，4月發(fā)貨RF IC工業(yè)樣品。
　　
　　美國In-Stat/MDR公司于2004年9月29日公布了關(guān)于超寬帶無線技術(shù)(UWB，ultra wideband)市場的調(diào)查結(jié)果，并預(yù)測，2005-2008年UWB設(shè)備將以每年400%的增長率增加。
　　
　　該技術(shù)主要面向數(shù)碼便攜式攝像機(jī)、電視、個人電腦、機(jī)頂盒以及電視監(jiān)視器等周邊設(shè)備之間高速傳輸視頻等用途，目前已受到家電廠商的關(guān)注。自從2002年FCC允許使用后，該技術(shù)的支持者為實現(xiàn)其標(biāo)準(zhǔn)化和商用解決方案做出不懈努力。不過直到目前還沒有確定該技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。因此也有的企業(yè)不等IEEE制訂標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格便已著手產(chǎn)品開發(fā)。
　　
　　該公司認(rèn)為，在推廣UWB的過程中不會遭遇其它技術(shù)的激烈競爭。目前還沒有可用來傳輸多個數(shù)碼視頻流的無線技術(shù)，也沒有標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)。即使最接近的技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速度也只有480Mbit/秒，相當(dāng)于UWS解決方案的1～10%左右。
　　
　　該公司表示，在初期階段，設(shè)備間點對點連接將成為UWB安裝的主流，以后將發(fā)展成為點到多點(Point-to-MultiPoint)連接。該公司還認(rèn)為，隨著UWB芯片組嵌入的普及，將促使成本下降和確定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。因此作為連接個人電腦和家電設(shè)備之間的無線USB、UWB技術(shù)將會受到極大關(guān)注。
　　
　　在現(xiàn)有有線電視線路中實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)
　　
　　日本松下電器公司于2004年6月宣布，在基于CATV網(wǎng)同軸接入線纜的超高速同軸線纜通信技術(shù)“c.LINK”的實證試驗中，實現(xiàn)了超過100Mbps的高速傳輸。松下電器稱：這是全球首次利用現(xiàn)有區(qū)域內(nèi)同軸線纜在實際使用環(huán)境中實現(xiàn)了超過100Mbps的高速傳輸。
　　
　　該公司的實驗得到了關(guān)西線纜網(wǎng)絡(luò)的協(xié)助，在位于該公司服務(wù)區(qū)內(nèi)的一座公寓中鋪設(shè)了光纖。公寓內(nèi)部的通信使用美國Entropic Communica
　　
　　 tions公司開發(fā)的名為“c.LINK”的技術(shù)。c.LINK使用的頻率比有線電視高，通過兩部調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。工作原理是：安裝在同軸線纜上的傳送電視信號用的分歧器 (Splitter)分配宅內(nèi)終端(電視)之間的信號，通過檢測泄漏的信號來實現(xiàn)終端之間的通信。此次試驗從2004年4月起在小區(qū)內(nèi)實施，為期兩個月。局端與小區(qū)間采用光纖連接，小區(qū)的復(fù)用區(qū)內(nèi)電視信號分配便用現(xiàn)有的同軸線纜進(jìn)行各住戶間的連接。
　　
　　 “c.LINK”技術(shù)使用的頻率因地區(qū)而異。美國使用860-1550MHz頻帶，日本使用770-1030MHz頻帶，相當(dāng)于每一信道使用50MHz的帶寬，理論上最大可以獲得270Mbps的傳輸速度。Entropic公司使用多個信道之后，還可以獲得1Gbps秒以上的傳輸速度。該方式的特點是：(1)可實現(xiàn)最高物理速度270Mbps的高速傳輸；(2)可使用區(qū)內(nèi)同軸線纜中的空頻率，與區(qū)內(nèi)共享信號共存；(3)用戶家里不需要對調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行各種設(shè)置。
　　
　　原來為了在小區(qū)內(nèi)實現(xiàn)高速雙向通信，需要使用基于區(qū)內(nèi)電話線的VDSL技術(shù)，但無法實現(xiàn)100Mbps以上的穩(wěn)定傳輸。另外，在利用同軸線纜時，上行必須傳送寬帶信號，因此需要大規(guī)模改變現(xiàn)有設(shè)施。而此次的方式，由于在同一頻帶內(nèi)進(jìn)行雙向通信，因此不需要專門留出上行帶寬。這樣便可以利用現(xiàn)有設(shè)施。另外，在c.LINK的應(yīng)用方面，松下電器還進(jìn)行了宅內(nèi)各房間之間的傳輸、電視與AV服務(wù)連接等宅內(nèi)網(wǎng)絡(luò)方面的測試。試驗證實可以順利地傳輸HD畫質(zhì)的動態(tài)圖像。
　　
　　松下電器今后還將與各CATV公司合作，力爭高速線纜互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)早日達(dá)到實用化水平。