電力線(xiàn)通信技術(shù)寬帶網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)模式分析

我國最大的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )是輸電和配電網(wǎng)絡(luò )，如果能利用四通八達、遍布城鄉、直達千家萬(wàn)戶(hù)的220V低壓電力線(xiàn)傳輸高速數據，無(wú)疑是解決“最后300米/100米”最具競爭力的方案。同時(shí)也無(wú)疑會(huì )對有效打破駐地網(wǎng)的局部壟斷，為多家運營(yíng)商帶來(lái)平等競爭的機會(huì )提供有力的技術(shù)武器。

　　在電力線(xiàn)上提供寬帶通信業(yè)務(wù)雖然剛剛興起，但從應用模式、投資回報分析以及歐洲及北美的運營(yíng)經(jīng)驗上看，正逐漸顯示出其強大的生命力。這里，對這一技術(shù)的應用模式、運營(yíng)模式和投資回報做一些簡(jiǎn)單的分析。

一、電力線(xiàn)通信技術(shù)概述

　　近年來(lái)，隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和構架在寬帶技術(shù)上的綜合業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，如何充分利用高價(jià)構建起來(lái)的IP骨干網(wǎng)絡(luò )，為廣大網(wǎng)民提供多種業(yè)務(wù)，特別是語(yǔ)音業(yè)務(wù)，成為運營(yíng)商思考的重要問(wèn)題。顯然，傳統的撥號接入方式已不能滿(mǎn)足廣大網(wǎng)民的需要，寬帶接入市場(chǎng)正在飛速發(fā)展并日趨成熟，寬帶綜合布線(xiàn)、ADSL等接入手段正逐步替代原有的撥號網(wǎng)絡(luò )。

　　采用何種更經(jīng)濟快捷的通信方式，使用戶(hù)終端連接到最近的寬帶網(wǎng)絡(luò )設備，成為長(cháng)期困擾服務(wù)提供商的一個(gè)難點(diǎn)，也是普及寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入的瓶頸之一，被業(yè)內人士稱(chēng)為寬帶網(wǎng)絡(luò )接入的“最后一公里/最后300米/最后100米”問(wèn)題。

　　我國最大的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )是輸電和配電網(wǎng)絡(luò )。如果能利用四通八達、遍布城鄉、直達千家萬(wàn)戶(hù)的220V低壓電力線(xiàn)傳輸高速數據，無(wú)疑是解決“最后300米/100米”最具競爭力的方案。為此，高速電力線(xiàn)通信（PLC：Power Line Communication）應運而生。

　　電力線(xiàn)通信技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，是利用電力線(xiàn)傳輸數據和話(huà)音信號的一種通信方式。電力線(xiàn)通信并不是新技術(shù)，已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，在中高壓輸電網(wǎng)（35kV以上）上通過(guò)電力載波機利用較低的頻率以較低速率傳送遠程數據或話(huà)音，就是電力線(xiàn)通信技術(shù)應用的主要形式之一。在低壓(220V)領(lǐng)域，PLC技術(shù)首先用于負荷控制、遠程抄表和家居自動(dòng)化，傳輸速率一般為1200bps或更低，稱(chēng)為低速PLC。近幾年國內外開(kāi)展的利用低壓電力線(xiàn)傳輸速率在1Mbps以上的電力線(xiàn)通信技術(shù)即為高速PLC。

　　北京杰智訊通訊設備有限公司（Beijing Justel Communication Equipment Co. Ltd）是一家提供先進(jìn)技術(shù)和設備的高科技公司，在高速PLC技術(shù)和軟交換技術(shù)上均有深入的研究，對技術(shù)的發(fā)展方向和運營(yíng)商的需求有著(zhù)深刻地理解。為使運營(yíng)商，特別是目前沒(méi)有接入資源的運營(yíng)商，能為大量有寬帶接入需求的用戶(hù)實(shí)現高速接入，并同時(shí)具備提供寬帶語(yǔ)音業(yè)務(wù)的能力，杰智訊公司將高速PLC技術(shù)和軟交換技術(shù)有機地結合起來(lái)，推出杰智訊PLCISS（PLC-based Integrated Services Systems）系統——基于電力線(xiàn)通信的綜合業(yè)務(wù)系統。該系統能為用戶(hù)提供高達14Mbps的數據通信帶寬，能同時(shí)傳輸數據、語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)。

　　杰智訊PLCISS系統，從功能上可以分成三個(gè)子系統：PLCISS寬帶接入子系統，PLCISS軟交換核心子系統和PLCISS增值業(yè)務(wù)子系統。整個(gè)體系架構在設計上遵循下一代網(wǎng)絡(luò )（NGN）分層、全開(kāi)放的體系架構，具有方便靈活、層次清晰、標準化程度高、易于擴展的優(yōu)點(diǎn)。

二、電力線(xiàn)通信設備的主要技術(shù)性能

　　1、高速電力線(xiàn)通信設備的技術(shù)原理

　　現在市場(chǎng)上的高速電力線(xiàn)通信設備的通信帶寬，根據使用的協(xié)議和核心芯片的不同，通常有2M、14M、45M等多種標準。從承載業(yè)務(wù)能力、投資經(jīng)濟性和成熟度上進(jìn)行綜合比較，14M產(chǎn)品應該說(shuō)是發(fā)展的主流，也是目前得到應用最多的產(chǎn)品。

　　高速電力線(xiàn)通信指的是在低壓電力線(xiàn)上進(jìn)行高速的信號傳遞。涉及的主要技術(shù)有：信號調制解調技術(shù)，媒體訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)，以及鏈路層的QoS保證機制。下面以北京杰智訊通訊設備有限公司的PLCISS系列產(chǎn)品為例，對其主要技術(shù)予以介紹。

　　與專(zhuān)用的通信線(xiàn)路相比，在電力線(xiàn)上進(jìn)行數據傳遞存在很多額外的干擾因素，如各種家用電器的開(kāi)、關(guān)，特別是變頻空調、可調亮度的節能燈、吸塵器等設備的開(kāi)關(guān)和使用，常常給供電線(xiàn)路注入較大的干擾信號，導致供電線(xiàn)路上信號傳輸時(shí)，信噪比極低，信號難以提取。針對以上問(wèn)題，通常高速電力線(xiàn)接入設備在設計的時(shí)候均進(jìn)行了特殊的考慮，并對產(chǎn)品進(jìn)行了大量的實(shí)驗。解決干擾問(wèn)題主要依靠選擇合適的調制技術(shù)。傳統的調制技術(shù)如ASK,PSK或FSK都不適用于這樣的通信環(huán)境，杰智訊高速PLC產(chǎn)品中采用了正交頻分復用（OFDM）技術(shù)。OFDM把數字信息加載到多個(gè)載波上（最多可達84個(gè)），多個(gè)載波同時(shí)使用，每個(gè)載波傳遞一路低速信息，在接受端對信息進(jìn)行組合恢復。例如發(fā)送數據時(shí)要求的帶寬為B,同時(shí)使用N個(gè)載波，則每個(gè)載波的實(shí)際速率是1/N*B。這樣，可以從多個(gè)載波中根據實(shí)際環(huán)境，選擇通信質(zhì)量最好的載波進(jìn)行利用。在存在噪聲的情況下，盡管某個(gè)載波可能受到影響，不能正常通信，但是仍有其他的載波可以利用，通信不會(huì )中斷。同時(shí)使用前向糾錯技術(shù)增強每個(gè)載波的可靠性。

　　杰智訊高速電力線(xiàn)通信產(chǎn)品中，采用的MAC協(xié)議是CSMA/CA的一個(gè)變種，類(lèi)似于802.11，采用虛擬載波偵測技術(shù)有效地減少沖突。

　　杰智訊高速電力線(xiàn)通信產(chǎn)品，充分考慮到電力線(xiàn)通信的特點(diǎn)，采用“大包分段，多次傳遞”的方式，有效地避免了大量長(cháng)包長(cháng)期占用通道，影響服務(wù)質(zhì)量的問(wèn)題。其中高優(yōu)先級的報文可以被優(yōu)先轉發(fā)，同級別報文小報文優(yōu)于長(cháng)包文先轉發(fā)的機制。這些機制的采用，對于在高速電力線(xiàn)通信環(huán)境下，提供語(yǔ)音、視頻等實(shí)時(shí)性強的業(yè)務(wù)，提供了技術(shù)保證。