电力线通信技术宽带网络的运营模式分析

我国最大的有线网络是输电和配电网络，如果能利用四通八达、遍布城乡、直达千家万户的220V低压电力线传输高速数据，无疑是解决“最后300米/100米”最具竞争力的方案。同时也无疑会对有效打破驻地网的局部垄断，为多家运营商带来平等竞争的机会提供有力的技术武器。

　　在电力线上提供宽带通信业务虽然刚刚兴起，但从应用模式、投资回报分析以及欧洲及北美的运营经验上看，正逐渐显示出其强大的生命力。这里，对这一技术的应用模式、运营模式和投资回报做一些简单的分析。

一、电力线通信技术概述

　　近年来，随着互联网技术和构架在宽带技术上的综合业务的飞速发展，如何充分利用高价构建起来的IP骨干网络，为广大网民提供多种业务，特别是语音业务，成为运营商思考的重要问题。显然，传统的拨号接入方式已不能满足广大网民的需要，宽带接入市场正在飞速发展并日趋成熟，宽带综合布线、ADSL等接入手段正逐步替代原有的拨号网络。

　　采用何种更经济快捷的通信方式，使用户终端连接到最近的宽带网络设备，成为长期困扰服务提供商的一个难点，也是普及宽带互联网接入的瓶颈之一，被业内人士称为宽带网络接入的“最后一公里/最后300米/最后100米”问题。

　　我国最大的有线网络是输电和配电网络。如果能利用四通八达、遍布城乡、直达千家万户的220V低压电力线传输高速数据，无疑是解决“最后300米/100米”最具竞争力的方案。为此，高速电力线通信（PLC：Power Line Communication）应运而生。

　　电力线通信技术简称PLC，是利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。电力线通信并不是新技术，已经有几十年的发展历史，在中高压输电网（35kV以上）上通过电力载波机利用较低的频率以较低速率传送远程数据或话音，就是电力线通信技术应用的主要形式之一。在低压(220V)领域，PLC技术首先用于负荷控制、远程抄表和家居自动化，传输速率一般为1200bps或更低，称为低速PLC。近几年国内外开展的利用低压电力线传输速率在1Mbps以上的电力线通信技术即为高速PLC。

　　北京杰智讯通讯设备有限公司（Beijing Justel Communication Equipment Co. Ltd）是一家提供先进技术和设备的高科技公司，在高速PLC技术和软交换技术上均有深入的研究，对技术的发展方向和运营商的需求有着深刻地理解。为使运营商，特别是目前没有接入资源的运营商，能为大量有宽带接入需求的用户实现高速接入，并同时具备提供宽带语音业务的能力，杰智讯公司将高速PLC技术和软交换技术有机地结合起来，推出杰智讯PLCISS（PLC-based Integrated Services Systems）系统——基于电力线通信的综合业务系统。该系统能为用户提供高达14Mbps的数据通信带宽，能同时传输数据、语音和视频业务。

　　杰智讯PLCISS系统，从功能上可以分成三个子系统：PLCISS宽带接入子系统，PLCISS软交换核心子系统和PLCISS增值业务子系统。整个体系架构在设计上遵循下一代网络（NGN）分层、全开放的体系架构，具有方便灵活、层次清晰、标准化程度高、易于扩展的优点。

二、电力线通信设备的主要技术性能

　　1、高速电力线通信设备的技术原理

　　现在市场上的高速电力线通信设备的通信带宽，根据使用的协议和核心芯片的不同，通常有2M、14M、45M等多种标准。从承载业务能力、投资经济性和成熟度上进行综合比较，14M产品应该说是发展的主流，也是目前得到应用最多的产品。

　　高速电力线通信指的是在低压电力线上进行高速的信号传递。涉及的主要技术有：信号调制解调技术，媒体访问控制技术，以及链路层的QoS保证机制。下面以北京杰智讯通讯设备有限公司的PLCISS系列产品为例，对其主要技术予以介绍。

　　与专用的通信线路相比，在电力线上进行数据传递存在很多额外的干扰因素，如各种家用电器的开、关，特别是变频空调、可调亮度的节能灯、吸尘器等设备的开关和使用，常常给供电线路注入较大的干扰信号，导致供电线路上信号传输时，信噪比极低，信号难以提取。针对以上问题，通常高速电力线接入设备在设计的时候均进行了特殊的考虑，并对产品进行了大量的实验。解决干扰问题主要依靠选择合适的调制技术。传统的调制技术如ASK,PSK或FSK都不适用于这样的通信环境，杰智讯高速PLC产品中采用了正交频分复用（OFDM）技术。OFDM把数字信息加载到多个载波上（最多可达84个），多个载波同时使用，每个载波传递一路低速信息，在接受端对信息进行组合恢复。例如发送数据时要求的带宽为B,同时使用N个载波，则每个载波的实际速率是1/N*B。这样，可以从多个载波中根据实际环境，选择通信质量最好的载波进行利用。在存在噪声的情况下，尽管某个载波可能受到影响，不能正常通信，但是仍有其他的载波可以利用，通信不会中断。同时使用前向纠错技术增强每个载波的可靠性。

　　杰智讯高速电力线通信产品中，采用的MAC协议是CSMA/CA的一个变种，类似于802.11，采用虚拟载波侦测技术有效地减少冲突。

　　杰智讯高速电力线通信产品，充分考虑到电力线通信的特点，采用“大包分段，多次传递”的方式，有效地避免了大量长包长期占用通道，影响服务质量的问题。其中高优先级的报文可以被优先转发，同级别报文小报文优于长包文先转发的机制。这些机制的采用，对于在高速电力线通信环境下，提供语音、视频等实时性强的业务，提供了技术保证。