我国PLC(电力载波通信)技术的发展现状.doc

我国PLC（电力载波通信）技术的发展现状我国研究PLC技术起步较晚，但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术，主要考虑PLC技术用于低压抄表系统，传输速率较低。1998年开发出样机，并通过了试验室功能测试，1999年在现场进行试运行，获得了产品登记许可。1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试，并对测试结果进行了数据处理和分析，基本取得了我国低压配电网传输特性和参数，为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片，研制了2Mbps的样机，2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验，实验效果良好，并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为，该实验从中国配电网的实际传播特性出发，对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究，在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统，建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络；实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信，并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术，具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉，今年年底以前将建成200户的试验网络。 深圳国电科技有限公司是国家电力公司直属企业，2000年初就开始研制户内PLC产品，目前，采用美国Intellon公司的14Mbps芯片研制的用于户内联网的PLC产品也在小范围试验。下一步准备采用DS2公司的45Mbps芯片，研制传输速率达到20Mbps的户内PLC联网设备。 福建省电力公司科技部2000年初立项，研究利用PLC技术控制家用电器的科技项目，2001年取得了一定进展，采用传输速率为10Kbps的PLC模块，可控制家用热水器、DVD等家电的开启。目前，采用美国Intellon公司14Mbps芯片，正在研发传输速率达到10Mbps的PLC户内家电控制产品。 国电通信中心为落实国电公司领导对PLC技术的研发应用进行统一组织、统一管理的要求，在国电公司科环部的支持下，加快了PLC技术应用的推进速度，于2001年9月在国家电力公司宿舍区建立了PLC实验室，组织国内外PLC厂商的产品，分别进行测试试验。首先采用韩国Xeline公司研制开发的32Mbps芯片的PLC组网设备，在北京居民小区进行Internet的接入试验，在高层建筑（16层-23层）的14户居民家中安装了PLC调制解调器，每户居民均实现了通过电力线上Internet网，试验网络运行稳定，家电的使用对上网基本没有影响，上网静态画面稳定，动态画面流畅，网页登陆速度快，上网桌面速率达到2Mpbs，用户反映良好。目前，试验正在逐步扩大用户数量。 预计未来数年，随着高速上网愈来愈普及，新技术将把电线、无线和电话线这三种技术合而为一，让使用者通过高速网络连线，轻松将计算机、各种电子装置、安全系统和家电串连成家庭网络。 五、电力线通信（PLC）的产品测试 1、测试内容 2001-2002年，电力线通信（PLC）产品测试由中电飞华公司与韩国Xeline公司、瑞士ASCOM及中国福建电力研究院共同合作，在北京建立国内居民小区的典型测试环境，由产品厂家提供PLC产品，对三家公司生产的PLC网络设备进行本地化测试。 测试中针对国内目前的低压配电网的特点，验证各厂家PLC产品的可用性和实用性。同时，在小区居民楼内建立试验网络做试运行。 选取部分住户作为用户试运行12个月，然后向用户调查PLC的使用状况和对各方面性能的满意程度。 2、测试环境 为了方便安装试验，产品测试选取了北京的三个电力小区，均位于广安门附近，包括广华轩、华景苑和善果胡同小区。其中在广华轩小区中将3号楼1602房间作为试验室，在房间内建立了专门用于PLC产品测试的实验环境。房间内部与普通居民家庭布置相同，添置了一般家庭拥有的家用电器，如电视机、电冰箱、洗衣机、微波炉等。这些电器可用于测试在电力线负载较大或负载发生变化时，是否对电力线数字信号传输产生影响。 PLC产品测试选择的接入楼宇有新建高层住宅、旧的高层住宅和六层的楼房，都是典型的小区楼宇，具有一定代表性。若通过PLC可成功实现Internet接入，则说明该产品也可应用于其他类似的小区居民楼。 3、测试的PLC产品介绍 本次测试使用的PLC产品是由各产品厂家提供，包括局端设备（Master）和用户端设备（PLC Modem）。 韩国Xeline 韩国Xeline的局端设备相当于PLC交换机，具有二层交换功能，尺寸也与常用的交换机相近。Xeline的局端设备最大可以带180个用户，扩展方便。该设备是通过MAC地址实现对用户的管理。局端设备有两个RJ45接口，可以作为上行接口接入网络的交换机或路由器的端口；板卡上的串口连接信号线，通过耦合器将信号耦合到电力线中，再传输到用户终端PLC Modem上。每个串口可以支持多个PLC Modem，实现同一房间内的多个计算机同时上网。 用户终端PLC Modem外观与外置的双绞线拨号Modem相近，有一个电源插头同时用于接收电能和高速信号，以及一个RJ45接口与PC机的网卡相连。同一住户的多台PC机各连一个PLC Modem，通过室内的电力线就可以组成小型的家庭局域网。 Xeline的PLC设备采用OFDM调制技术，使用频段为2M30MHz，传输带宽可达10Mbps。 瑞士ASCOM 瑞士ASCOM的产品最为成熟，在世界上很多国家作过测试，德国RWE公司使用ASCOM产品已经进入正式运营阶段。该产品不仅有上网高速功能，还可为用户提供语言服务，使用普通的电话机就可以通过电力线拨打IP电话。 ASCOM的产品较多，用于不同的低压配电网结构。设备分为室内设备和室外设备，使用不同频段。室外设备使用1.6M12MHz，室内设备使用15M30MHz。设备的调制采用GMSK技术，3载波方式，速率是4.5Mbps。设备配有较完备的网络管理系统，可对局端和用户终端实现远程监控。 测试中主要用到了室内的局端设备APM-45i和终端设备APA-45i两种产品。 福建电力研究院 福建电力研究院已研制出PLC设备，在北京的测试网络正在运行中。 研究院的PLC设备同样分为局端和终端设备，采用美国Intellon公司生产的芯片，速率为10Mbps。研究院的设备与Xeline的产品及组网方案相似，用户终端Modem采用USB接口，直接连接计算机。 4、测试性能 三处电力小区的PLC试验网络建成后，共有61个用户的PC机实现Internet接入，速率为500K1Mbps，可提供网上浏览、VoD点播、远程教育、网络游戏、IP电话等服务。 在某网站上在线观看经过压缩的.rm视频文件，文件带宽在200Kbps时，画面流畅，声音清晰，可以正常观看。PLC试验网络在测试中运行稳定，没有断线现象。电视机、电冰箱、洗衣机等常用的家用电器的打开和关断等操作对网络的使用没有明显的影响。 PLC试验网络接入速度较快，远远超过普通拨号和ISDN，已达到ADSL的速率水平。电信的ADSL上网方式承诺用户速率512Kbps，但部分使用者反映实际速率达不到该值，通常只有100K150Kbps。从网络性能测试结果来看，PLC宽带接入已经超过了中国电信ADSL接入的速度水平。 六、应用及前景 我国宽带小区使用的接入方式目前主要是HFC，xDSL和以太网接入。传统的宽带运营商，如中国电信拥有接入网资源和终端用户资源，采用xDSL的接入方式；新兴的宽带运营商，本身无固有的接入网资源，主要采取的是和房地产商合作的方式，搭建以太网，实行以太网接入方式。 与上述各种宽带接入技术相比，PLC接入则具有得天独厚的优势。首先，低压配电网是现有的电力基础设施，覆盖面最大，无需新建线缆，降低施工费用；室内电源插座安装简单、设置灵活，为用户实现宽带互联带来极大的方便；带宽较宽，可满足当前一段时间宽带接入业务的需要。因此，是国内最适合采用的宽带接入技术。 国家电力公司正在实施电力通信信息重组，加快组建电通公司，申请基础电信业务经营许可。现有的配电网络和日渐成熟的PLC宽带接入技术是电通公司得天独厚的优势，有利于快速获得基础电信业务经营许可。PLC是一项依托于电力基础设施的通信技术，只有电力系统才有条件对该项技术进行研发、生产、销售、应用等全过程的实施。PLC技术的应用可以提升电通公司的市场竞争力，为全面进入电信市场打下基础。 利用电力杆塔、沟道等资源优势，加快建设覆盖面较大的城域光纤网，实现光纤到楼；结合PLC技术，直接使用楼内的低压配电网实现宽带接入通信。这种宽带接入方式不需要重新架设线路，不仅可以缩短建设周期，还可大大降低网络运营成本，使电通公司以最快的速度进入电信市场。 在发展的初期，PLC宽带接入技术可为用户提供Internet接入、VoD点播、远程教育、远程医疗、IP电话、IP传真等服务；中期为用户提供家电集中或远程智能化管理、远程抄表、报警等服务联网；远期提供家庭联网服务，将室内电话网络、数据网络、安全保密网络、娱乐系统和家电智能化等分立的系统联接起来，使家庭通过电力线实现视频、语音、高速Internet接入等服务，从而实现四网合一。 七、关于使用PLC的若干问题的解答 1、用电线来上网会不会有触电的危险？会不会对我的电脑造成损害？ 答：PLC技术利用220V电压的电力线传输数据信号。使用过程中，用户不免会担心是否会损坏计算机，甚至威胁到人身安全。PLC设备采取了多种保护措施来确保设备使用的绝对安全： 用线圈的耦合原理将高频信号耦合到电力线中并从电力线中分离，PLC设备中数据信号的传输线路不与220V电线直接连接。 电路设计中，强、弱电路分开设计，保证信号线路中不会出现高电压。 PLC设备电路中设置过压保护装置，避免由于感应或短路造成对计算机和用户的伤害。 2、要用PLC来上网需要增加什么设备呢？ 答：用PLC上网需要增加的设备有两种：需要PLC的局端设备以及PLC调制解调器。其中，PLC调制解调器放置在用户的家中，局端设备一般放置在楼宇的配电室内。一台局端设备可以拖带数十台PLC调制解调器。 3、用PLC能达到多大的网速呢？ 答：一般不同厂家生产的PLC设备能达到的速度有所不同，瑞士Ascom公司生产的PLC产品能达到的最大速率为4.5Mbps，韩国Xeline和我国福建电科院的产品最大速率为14Mbps，而西班牙DS2的产品能达到45Mbps。 4、我的电脑怎么和PLC调制解调器连接？ 答：通常，PLC调制解调器都带有10/100M的RJ-45以太网接口和USB接口。具有以太网卡和USB接口的计算机都可以非常方便的与之进行连接。 5、 PLC的传输距离如何？ 答：当电力线空载时，点对点PLC信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输一二百米。目前来讲，PLC还不适合长距离的数据传输，但如果只在楼宇内应用，解决最后一百米的入户问题，还是完全可以胜任的。 八、其它信息： 1、国电通信中心于2002年4月10日发出了电通总综200236号关于加强电力线通信技术研究开发和试验工作管理的通知的文。主要内容摘录如下：国家电力公司系统的PLC推进工作由科技环保部牵头，国电通信中心承担统一组织协调系统内各网省公司及科研院所开展技术研发、现场试验等工作。PLC推进工作的战略部署是：由国电通信中心先行试验，摸索经验，打下基础，然后再向系统全面推广。 目前，PLC技术在我国的应用还处在试验阶段，还未形成适合我国国情的成熟产品，存在着缺陷和问题。PLC产品的研发、推广和应用涉及政策法规、电网安全、电磁兼容、技术体制、准入标准等多方面的问题。对PLC产品的应用和推广既要积极，又要慎重。因此，各网省公司对PLC推进工作的复杂性、系统性要有深深刻认识，不可急于求成，盲目进行自主开发和试验。在电力体制改革的关键时刻，要首先确保电力生产的安全稳定运行和广大电力用户的安全，因此，PLC推进工作就更需要加强统一组织和管理。另外，还必须防止重复引进、重复试验造成浪费。鉴于上述原因，现再次强调各单位不得随意引进和进行PLC产品的试验。 2、国家电力公司科技环保部提供的消息：2002年6月20日，国家电力公司在沈阳对中国电力科学研究院和沈阳供电公司共同承担的国家电力公司重点科技项目低压配电网（380/220V）复合通信方式研究组织了验收。该项目的成功完成，标志着我国已经基本掌握了电力线高速通信的核心技术，具备了研制和生产实用