電力線通信(PLC)技術的應用

電力線高速數(shù)據(jù)通信技術，簡稱PLC或PLT，是一種利用中、低壓配電網(wǎng)作為通信介質(zhì)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、圖像等綜合業(yè)務傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g，不僅可以作為解決寬帶末端接入瓶頸的有效手段，而且可以為電力負荷監(jiān)控、遠程抄表、配用電自動化、需求側管理、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡、智能家庭以及數(shù)字化社區(qū)提供高速數(shù)據(jù)傳輸平臺。

PLC按應用的配電網(wǎng)電壓等級劃分為低壓PLC和中壓PLC。低壓PLC利用低壓(220V/380V)電力線作為傳輸媒介，為用戶提供Internet接入、家庭局域網(wǎng)、遠程抄表、智能家居等應用。中壓PLC利用中壓(10KV)電力線作為通信鏈路，為接入骨干網(wǎng)、配電網(wǎng)自動化、用戶需求側管理及農(nóng)村電話等應用提供傳輸通道。

近10年，由于人們對帶寬需求的不斷增長，包括ADSL、PLC技術在內(nèi)的寬帶接入技術得到了快速發(fā)展。特別是PLC技術，由于充分利用最為普及的電力網(wǎng)絡資源，建設速度快、投資少、戶內(nèi)不用布線，能夠通過遍布各個房間的電源插座進行高速上網(wǎng)，實現(xiàn)“有線移動”，具備了其它接入方式不可比擬的優(yōu)勢，受到國內(nèi)外的廣泛關注。我國是世界上較早開展PLC技術研究和寬帶接入應用的國家，經(jīng)過幾年的努力，在PLC機理及應用技術研究、產(chǎn)品開發(fā)、試驗網(wǎng)絡以及商業(yè)化試運行方面取得了突破性進展，開發(fā)和應用技術日漸成熟，接入試驗網(wǎng)絡初具規(guī)模，基本建立了中國PLC技術的開發(fā)體系和商業(yè)化應用模式，具備了大規(guī)模商用化推廣應用的條件。

PLC技術的發(fā)展現(xiàn)狀

(一) 國外發(fā)展現(xiàn)狀

目前國際上專用PLC調(diào)制解調(diào)芯片主要有：以色列Yitran公司傳輸速率為2.5Mbps的芯片、美國Intellon公司14Mbps芯片、西班牙DS2公司45Mbps和200Mbps芯片，其中美國Intellon公司14Mbps芯片應用最為普遍，大部分PLC系統(tǒng)都是基于該芯片開發(fā)的。近期，美國Intellon公司推出了芯片速率為85Mbps的樣片，法國Spidcom公司也開發(fā)了224Mbps芯片，正在測試之中。

歐盟為促進PLC技術的發(fā)展，從2004年1月1日開始啟動了一個稱之為OPERA(Open PLC European Research Alliance)的計劃，旨在聯(lián)合歐洲的主要PLC研究開發(fā)力量致力于制定歐洲的PLC統(tǒng)一技術標準、推動大規(guī)模商業(yè)化應用，并將PLC作為實現(xiàn)“eEurope”(信息化歐洲)的重要技術手段。美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)一直在鼓勵啟用新的基于現(xiàn)有設施的寬帶平臺，促進美國的寬帶業(yè)務。2004年2月12日，F(xiàn)CC批準對某些技術規(guī)則的修改意見，目的是通過促進電力線寬帶接入技術的推廣應用，把美國電力網(wǎng)的巨大潛力利用起來。美國、歐洲等國許多大的電力企業(yè)也積極進行中壓及低壓PLC的試驗，美國的Cinergy 等17家電力企業(yè)、德國、奧地利、西班牙等15個歐洲國家的32個電力企業(yè)建立了PLC試驗網(wǎng)絡，有的還進行了PLC商業(yè)化運營，如德國的MVV等。亞洲開展PLC研究和試驗的國家和地區(qū)除中國大陸外，還有日本、韓國、新加坡、中國香港、中國臺灣等地，日本對PLC的態(tài)度，經(jīng)歷了從初期懷疑否定、到開放試驗、直至今日的積極推動的三個階段。目前日本的東京電力、新加坡電力、香港中華電力等建立了一定規(guī)模的試驗網(wǎng)絡。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止2004年年底，PLC的試驗網(wǎng)絡遍及歐洲、亞洲、北美洲、南美洲、非洲以及大洋洲的40多個國家和地區(qū)。

(二) 國內(nèi)PLC技術的研發(fā)及應用

國外在電力線通信技術方面的進展，引起了國家電力公司的高度重視和科研單位的密切關注。國家電力(電網(wǎng))公司先后八次立項，由中國電力科學研究院、國電通信中心等單位承擔電力線高速數(shù)據(jù)通信技術相關課題的研究工作。由于我國低壓配電網(wǎng)的網(wǎng)絡結構、負荷特性、供電方式和國外有很大的不同，國外已有的理論研究成果和開發(fā)的系統(tǒng)不能完全適應我國的實際。我國科技工作者在中國低壓配電網(wǎng)高頻信號傳播特性、電力線高速數(shù)據(jù)通信機理、應用產(chǎn)品開發(fā)等方面進行了大量的研究工作。中國電力科學研究院從1999年開始承擔國家電力公司第一個電力線高速數(shù)據(jù)通信技術項目的研究工作，對電力線信道特性、電力線數(shù)據(jù)通信機理進行了系統(tǒng)的理論研究和大量測試，2000年研制出國內(nèi)第一套傳輸速率為2Mbps的PLC產(chǎn)品，2001年在沈陽建立了國內(nèi)第一個PLC寬帶接入試驗小區(qū)，實現(xiàn)了寬帶上網(wǎng)、視頻點播、數(shù)字化小區(qū)管理等功能。2001年和2003年分別研制出傳輸速率為14Mbps和45Mbps的產(chǎn)品，2003年和沈陽供電公司合作在沈陽開通了國內(nèi)第一個45Mbps全電力線接入的寬帶小區(qū)。福建電力試驗研究院2001年研制出傳輸速率為14Mbps的產(chǎn)品，并在多個城市進行試驗，深圳國電科技公司2004年利用西班牙DS2公司的芯片研制出200Mbps的PLC產(chǎn)品。中國電力科學研究院和福建電力試驗研究院在PLC的組網(wǎng)技術、信道優(yōu)化技術以及應用技術等方面進行了許多研究工作，形成了二十多項具有知識產(chǎn)權的專*技術，其中中國電力科學研究院申請了8項發(fā)明專*、8項實用新型專*，福建電力試驗研究院申請了7項發(fā)明專*和5項實用新型專*。

在PLC技術的應用方面，我國已經(jīng)走在了世界的前列。2001年國電通信中心在原國家電力公司的組織下，開始實施低壓配電網(wǎng)電力線寬帶接入技術的實驗及推廣應用，國電通信中心成立了PLC領導小組，下設PLC技術推進辦公室，確立了推動電力線通信技術研究、試驗及推廣應用的策略、戰(zhàn)略、思路和總體安排，引進了國內(nèi)外多家企業(yè)的產(chǎn)品在北京進行實驗。國電通信中心PLC領導小組以及推進辦公室的成立標志著我國PLC大規(guī)模有序試驗和推進工作的開始。短短的三年多時間內(nèi)，在國家電力(電網(wǎng))公司的統(tǒng)一安排下，國電通信中心組織研究開發(fā)單位、產(chǎn)品試驗單位以及網(wǎng)絡運營單位進行了大量的實驗、電磁兼容特性測試、網(wǎng)絡性能測試和工程探索，提出并實踐了具有中國特色的電力線通信技術應用模式，建立了世界上最大規(guī)模的電力線寬帶接入試驗運行網(wǎng)絡。PLC技術是一項利國利民的新技術，對加快、促進國家偏遠地區(qū)信息化建設起著很好的推廣作用。

PLC網(wǎng)絡性能測試、電磁兼容(EMC)測試及標準化