电力线通信的应用处境分析

作为xDSL、有线电视线以外的第三种接入方式，电力线通信(PLC)经过多年的发展，在技术研究方面取得较大进展。在网络和多媒体技术的推动下，PLC在传输布线、覆盖范围、价格成本等方面的优势日益突出，PLC逐渐受到市场青睐。Google、IBM和Motorola等公司已经介入PLC市场,对PLC的发展起到了推波助澜的作用。据预测，2011年全球PLC营收额将达到50亿美元。

虽然PLC有着广阔的市场前景，但也面临产品研发、市场应用、标准与管制等难题。特别是在发展中，如何处理与xDSL和cablemodem之间的关系，摆脱受多方制约的尴尬处境，是全球PLC企业共同面对的现实问题。而且，世界各国对PLC的技术要求都不相同，PLC发展存在诸多障碍。

技术难题不是唯一的制约因素

PLC面临的技术难题主要来源于电网运行特点和电网本身特性，对信号产生的主要影响表现为噪声干扰和信号传输衰减。

其中，噪声干扰主要来源为：电网中配电变压器原边进入的噪声、配电用户各种配电设备产生的噪声以及电网以外无线电干扰产生的400KHz以上噪声,这些噪声覆盖着整个通信带宽。另外,由于负荷突然投切而引起的噪声更是随意性大,不可预知。还有电力电子开关以及非线性负荷产生的一些工频(50Hz)整数倍的谐波，出现周期性的噪声。

而信号传输衰减与电力线的阻抗特性有直接关系。电力线不是专门的通信信道，其阻抗特性并不利于信号传输，容易产生衰减。并且，电力线上运行的负荷类型和特性无法控制，低压配电网络的拓扑结构处于不断变化之中，这些都给信号在电力线上的传输造成极大的不利，导致高衰减和传输障碍。

由于以上问题的存在，制约了PLC的发展。Leapcomm公司CIO兼PLC事业部总经理许皆春认为：“如果要说PLC产品在发展过程中遇到的技术难题，那真是多如牛毛。”同时，他也强调复杂的技术难题并非不能克服。

LeapComm公司在应用HomePlug为家庭互联设计的芯片提供接入服务时，并没有对芯片的功率做任何调整，而是在局端设备接口上动脑筋，采用标准化的RJ11接口将设计大大简化，有效地解决了信号穿透电表的问题。此外，LeapComm公司在接入实施中提出“三大黄金法则”，解决了PLC不稳定的问题。据悉，LeapComm公司又开发了新的耦合方式，将使PLC系统施工更加方便。

对于PLC存在的技术难题，美信公司无线通信事业部经理Michael表示：“经过多年发展，PLC技术上的所有难题已经有所改进。”美信公司推出了新型芯片组MAX2986/MAX2980，高度集成了PHY/MAC数字收发器和模拟前端，是完整灵活、高性价比的双片电力线连网解决方案。MAX2986数字收发器采用美信OFDM电力线引擎，自适应数据速率高达14Mbps，提供带有密钥管理的56位DES加密方案，以在数据传达中实现最高安全性，其开放式架构允许MAC有广泛的可编程性，使得PLC应用性能得到优化。而MAX2980则是高度集成的模拟前端和线路驱动器，包括ADC、DAC、滤波器、线路驱动器和接收器，具有与第三方PHY/MAC产品协同工作的能力，所需外接元件数量最少，前端板占位面积也较小。

除了技术难题之外，PLC在标准上也不统一。Homeplug电力线联盟、通用电力线联盟(UPA)和消费电子电力线通信联盟(CEPCA)等已根据各自特定技术制定了内容广泛的标准，并努力将自己的标准向全球推广。研究公司分析认为，标准不统一、供应商分散等因素，也是影响PLC市场发展的主要障碍。

据HomePlug联盟主席、英特尔市场经理MattTheall介绍：“目前，单是HomePlug联盟制定的标准就有多种。”从HomePlug1.0到HomePlugAV，HomePlug联盟的标准在不断地更新。其中，HomePlugAV支持高带宽的家庭音视频文件传输，例如HDTV和VoIP，其传输速率为PHY层200Mbit/s，MAC层100Mbit/s。据悉，HomePlug联盟正在制定另外两种标准，一种是HomePlug电力线宽带(BPL)接入标准，有望2006年第3季度完成；另一种标准是用于家庭自动控制应用的HomePlug命令和控制标准，计划在2007年上半年制定完毕。

与其他两种通信方式的比较

虽然PLC在技术开发、商业应用等方面的需要进一步完善，但与xDSL、cablemodem相比较，却存在许多明显优势。

电力线是构成PLC的基础网络，遍布城市和乡村，其覆盖面是任何网络无法比拟的，有利于PLC的推广。而且，PLC通过电力线传输数据，不需要增设更多的线路及设备，只需将调制解调器插入电力插座就可以通信，使用简单，成本低廉。另外，PLC利用随处可见的电力插座，容易构造局域网，包括家庭内部的局域网、住户单元局域网和小区等更大的局域网，有利于信息资源共享和家电上网。HomePlug芯片供应商Intellon公司高级总监PhilipPoulidis表示：“与xDSL、cablemodem相比，PLC是完整的数字家庭解决方案。”

Leapcomm公司的许皆春强调：“PLC除了施工中的明显优势之外，在总体价格上也存在优势。”作为新兴技术，PLC虽然在单线成本上与xDSL、cablemodem相比仍偏贵，但就TCO和初期投入成本而言，仍有很大优势。PLC是一种真正按需分配的接入方式，对运营商迅速拓展市场和降低成本大有益处。

Navid:PLC的所有技术难题已有所改进

由于PLC存在明显优势，因此许多中国本土厂商也积极推动PLC的发展。深圳市国电科技通信有限公司已研制出14Mbps、45Mbps的网关、网桥、转发器和调制解调器等PLC产品系列，这些产品支持HomePlugV1.0等标准。据了解，国电科技采用DS2Wisconsin系列芯片的头端设备转发器200MGD9001-CPE的样机已研制成功，现场实验完毕后将进行验收。

其实，作为第三种可选的通信接入方式，PLC与xDSL、cablemodem相比最大的不同在于相关政策的严格管制。对于高速PLC技术的快速发展，各国反应不一致。欧盟和美国政府已明确表示支持高速PLC技术的应用，把PLC跟其它通信技术同等对待，不设置阻止其发展的障碍，但要求高速PLC的应用必须满足安全、电磁兼容及其它通信管制标准。日本要求高于10KHz频段的PLC设备必须得到许可，在10KHz至450KHz频段范围内的PLC设备无需获得许可，但需要进行公告。

而在中国，目前信息产业部还没有为PLC颁发ISP许可证，也就是说中国企业无资格在全国经营PLC业务，只能进行实验或者试点业务。对此，国家电网公司和中电飞华通信股份公司的相关人士在接受采访时态度谨慎，他们都对PLC能否获得许可证深表忧虑。一位业内资深人士坦陈道：PLC在中国最大的阻力是国应用政策环境不够开放，政府决策部门片面地认为PLC只是电力部门的一种应用，开放PLC应用会危害已有宽带接入方式的利益。业内人士普遍希望决策者能够更公正地对待PLC技术，让更多的PLC应用出现在用户面前。

PLC芯片将迎来200M时代

市场调查数据显示，到2012年，美国将有高达33%的新宽带用户采用PLC接入方式，并且现行宽带用户也有13%将转向PLC运用。随着下一代芯片组的推出，PLC将实现基于可用频谱传送更大带宽，速率能达到数百兆。未来，在语音、视频、数据三大业务领域，PLC服务商可能与大型通信运营商、cable运营商一决高低。

业内人士认为，2006年PLC芯片速率将达到200Mbps,HomePlug联盟主席、英特尔市场经理MattTheall：“用于室内网络的最新200MbpsHomePlugAV规范获得认证，首批相关产品将在2006年第2季度出现。”Leapcomm公司的许皆春也肯定道：“毫不夸张地讲，200MbpsPLC的应用将在中低压环境中真正发挥电力线分布广泛的优势，并将催生大量的新应用和新的商业模式。”LeapComm公司也将推出新产品满足用户高带宽的要求，许皆春认为：“户内外的监控系统及流媒体传输是最受用户欢迎的应用。”LeapComm公司的2006年新品推出计划取决于200M芯片厂商的时间表，200MbpsPLC新品将涉及三方面应用：基于PLC的监控设备，信息化家电产品和家庭网关，户外媒体应用。至于具体的芯片合作厂商，许皆春未透露。

根据Intellon公司高级总监PhilipPoulidis的介绍，Intellon公司已开发出最大数据传输速度为200Mbps的PLC芯片INT6000，并在2006年CES上进行了展示，据称受到客户的高度关注。INT6000芯片符合HomePlug联盟面向家用网络制定的“HomePlugAV标准”。PhilipPoulidis表示：“INT6000是首个符合HomePlugAV标准的IC，在2006年第1季度便开始提供样品。”

200MbpsPLC接入解决方案不仅具有布线简单、电磁辐射低、价格便宜等优点，而且在接入带宽和稳定性方面有了重大突破，具有强大的市场竞争力和广泛的市场应用前景。该接入解决方案一旦进入商业化阶段，将会引发电信市场的变革，并给互联网普及带来极大的发展空间。