电力线上网(PLC)简介与典型应用方案

一、 PLC技术简介
1、什么是PLC?
通常，我们上网的方式一般有：利用电话线的拨号﹑xDSL方式；利用有线电视线路的CABLE MODEM方式，或利用双绞线的以太网方式。现在，我们又多了一种更方便，更经济的选择：利用电线，这就是PLC！ PLC的英文全称是Power Line Communication，即电力线通信。通过利用传输电流的电力线作为通信载体，使得PLC具有*大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受1Mbps以上的高速网络接入，来浏览网页﹑拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据﹑语音﹑视频，以及电力于一体的"四网合一"！另外，可将房屋内的电话﹑电视﹑音响﹑冰箱等家电利用PLC连接起来，进行集中控制，实现"智能家庭"的梦想。目前，PLC主要是作为一种接入技术，提供宽带网络"最后一公里"的解决方案，适用于居民小区，学校，酒店，写字楼等领域。
目前主要应用还是需要运营商提供外部网络接口
2、PLC的优点
ü 不再需要任何新的线路铺设,特别适合于网络改造或延伸
ü 共享互联网络连接
ü 可以在任何用户之间进行网络连接或断开
ü 可移动计算机至任意位置而不脱网
ü 高通讯速率,可达14/56/85/200Mbps（将来通过设备升级可达200Mbps）
ü 数据加密,提供高安全性和高可靠性能
ü 利用现有的电力线资源,节省费用
ü 简单方便的设备安装，节省时间，灵活组网 
3、PLC技术应用范围：
☆ 可以为用户提供高速Internet访问服务、话音服务，从而为用户上网和打电话增加了新的选择。
☆ 通过与控制技术的结合，为在现有基础上实现"智能家庭"提供有力支持。利用电力线路为物理媒介，可将遍布住宅各角落的信息家电﹑PC等连为一体，接入Internet，实现远程﹑集中的管理控制。
☆ 不用额外的布线，就可将家中的多台电脑连接起来，组建家庭局域网。
☆ 实现远程水、电、气等的自动抄表，一张收费单就可解决用户生活中的所有收费项目。
☆ 利用PLC的"永远在线"特点，构件防火、防盗、防有毒气体泄露等保安监控系统和医疗救护系统。
PLC组网优越性分析

 电力线网 网络布线 无线组网 VDSL上网
网络带宽 85M 100M 11M 12M
网络传输介质 电力线 双绞线 无线传输 电话线
室内布线 * 需进行布线 * 需要在室内电话端加装分频器，如不安装，上网同时不能打电话
通讯可靠性 好 好 不好，通信稳定性较差，设备距离不好控制，不能穿透钢筋混凝土墙体 好
客户端设备 电力猫 普通网卡 无线网卡 DSL MODEM
客户端移动 可移动到任何有电源的地方 不可随意移动 可随意移动 不可随意移动
施工周期 2天 30天 7天 7天
系统投资 低 高 高 高

二、采用电力线接入互联网的可行性分析
目前，互联网运营商正在推广的宽带上网项目，均采取XDSL专线或传统的综合布线网络设备方式。广电部门则采取HFC网络改造+Cable Modem更加昂贵的措施。这些做法一次性投资巨大，施工期长，且非常的不灵活，不方便。在网络改造或扩容时又需要重新布线和增添网络设备，使得建设方苦不堪言。而在欠发达地区更由于资金短缺而难以实施。然而，采用电力线组网技术来接入互联网，却是一个比较经济实用的选择方案。
1、技术可行性：电力线组网技术已经趋于成熟，并且有美国的Homelug1.0.1工业标准可循。经过近两年的研发和现场试验，国内外已有数十家专业厂商推出了采用Intellon芯片的电力线组网产品。这些产品大都满足了HomePlug 1.0.1标准中所列明的规范性、相互可操作性、运行稳定、无干扰、系统可靠、应用普遍、诊断和维护可靠等要求，发挥了标准的各种特色，包括点对点文件传输，多点文件传输，VOIP（语音）和多媒体（视频）传输等。并采用了与终端设备之间灵活多样的接入方式，如以太网RJ45接口、USB接口和无线接口等方式。可广泛应用于宽带组网或原有网络的延伸，如IP电话、计算机网络、游戏、电视网络数字化、数字音响优化分布等。创建了办公和教学、娱乐自动化的可靠平台。
2、实践可行性：国家电力公司国电通信中心于2001年初即成立了电力线通信推广办公室来统一管理，试验和推广PLC技术的应用。为了测试PLC技术在中国低压配电网上是否适用，中国PLC办公室于2001年9月在国家电力公司宿舍区建立了PLC实验室，组织国内外近十家PLC厂商的产品，分别进行PLC网络设备的本地化测试。一年多来，试验网络运行稳定，家电的使用对上网基本没有影响，可以流畅地进行数据和多媒体视频的传输，用户反映良好，今年以来，电通下属的中电飞华通信公司已开始进行全国性的商业推广，仅在北京的用户已达2万户。
3、产品可行性：除了欧美数十家PLC公司的产品外,本公司遵循HomePlug1.0.1工业标准，采用Intellon芯片，也成功开发了性价比更高的电力线宽带接入产品，各项技术指标均达到了HomePlug1.0.1标准，并与国内的低压配电网兼容，现具体描述如下：
（1）电力线网桥
该设备是一个用于联接以太网及电力线网络的网桥。产品内置一个电力线高频通信模块和一个10/100M自适应以太网模块，其作用类似于网络设备中的HUB，通过电力线可串接20—30个通信终端。可以使用它桥接原有的以太网络和电力线网络，使以太网和电力线网络二网合一。
在需要将电力线网络和原有以太网混合使用的环境中，只要加入此网桥即可。
产品特点
（1）能量与数据同线传输技术，使设备在得到电源供应的同时也能得到需要传递的数据
（2）机内能量与数据**分离技术，保证产品内数据传输绝不与高压接触
（3）内置高性能处理器，胜任用户复杂的应用
設備相關資訊 1 * PLC介面;
1 * 10/100BASETX自動偵測之
 高速乙太網路通訊埠;
LED顯示燈號 Powerline Collision (COL)    Powerline Activity (ACT) 
Powerline Link (LINK)        LAN Link/Activity (LINK/ACT)
標準及相容規範
PLC界面 符合HomePlug 1.0.1業界規範;
採用正交分頻多工調變(OFDM)技術(QAM 64/16, DBPSK, DQPSK,ROBO);
使用4.3-20.9MHz頻帶;  使用CSMA/CA實體存取技術;
高速乙太網路介面 符合IEEE 802.3, IEEE 802.3u乙太網路/高速乙太網路標準規範
資訊安全(Security) 採56 bits DES資料加密及密鑰管理技術
傳輸速率
線路傳輸速率(LineRate) 85Mbps
有效資料流通速率(EDR) *高可達25Mbps
應用環境
支援之作業系統 Windows 98/ME, Windows NT, Windows XP Home/Pro, Windows 2003, Mac OSX, Linux
每一網路區段節點數 *高可達16個節點
作業環境
輸入電壓 100~240VAC 60/50Hz
工作溫/溼度 0-400C/10%-85%,非凝結狀態
保存溫/溼度 -20-600C/5%-90%,非凝結狀態
認證 FCC,CE

    用户的PLC Modem联结到户内电源插座，通过电力线联接楼宇配电箱端的PLC网桥，网桥与电信宽带的接入设备连通，即完成组网。用户只需将PLC-Modem插入电源插座，就接入了内部局域网，并将整个网络接入互联网。
整个系统结构简单、安装方便，整个施工期间*穿墙打洞放线，只需要在弱电井内布设几连接网桥的根垂直线缆，在每层的走道和房间内*进行任何水平线路的铺设。
每个用户需要使用时，只需将电力猫的电源插到任意一个电源插座上，另一端接口接入计算机，便可接入内网和外网。

三、PLC宽带组网方案示例
l 高层住宅楼组网
高层塔楼视每层用户的数量及局端所带用户端的能力来决定每个局端管理的楼层数量。例如在A小区，每幢14层, 每栋3个单元，每单元每层有2个住户，可以为每一单元28个住户设立1个局端，安装1个网桥。如果开户率达到*，每户的上网速率可达到3兆以上。
l 多单元低层住宅楼组网
多单元低层楼由于楼层较少，每个单元的用户数不多，可以在2—3个单元设立1个局端，安装1个网桥。如淮阴华能小区每单元有10个住户，可以为每两个单元设立1个局端，覆盖20个住户。
l 多单元高层住宅楼组网
  
多单元高层楼在每个单元设立1个局端，安装1个网桥。例如南京供电公司天福苑小区楼高7层，每单元14个用户，可以为每单元设立1个局端，管理14个用户。
l 商务写字楼组网
 
对于为商务写字楼的某个办公室提供高速PLC接入的情况见上图。只需将局端的电力网桥、电力线接口插入任一墙上插座，即可在其他墙上插座插入电力猫，享受有线移动网络带来的便利。
l 宾馆、酒店组网
 

对于小型宾馆，只需在总配电柜处安装网桥局端设备，就可以在每间客房内的墙上插座上网。
对于大型酒店，可在每层或每几层安装网桥局端设备，再将各局端设备通过五类双绞线联入支持基于端口VLAN的网络交换机上。      
● 远程实时监控系统
 
昆山勒晨电子电力网桥采用OFDM正交频分复用技术，利用现场现有的电力线多信道传输数字视频信号，传输距离可达1000米，传输带宽可达10兆以上! 解决了有线监控布线难，施工量大和成本高的问题，也解决了无线监控不适应强干扰气候和成本高的问题。
四、PLC适用的客户群
1）厂矿企业
随着厂矿企业的信息化程度不断提高、对网络的依赖性逐渐增强，在厂矿企业的所有角落都布上网线不太现实，电力线宽带通信可以很好的解决问题。各地的开发区是很大的潜在市场，由于开发区企业相对较为集中，针对性地开展工作，以点带面的辐射能力很强。
2）星级酒店
星级酒店由于其建成后的再装修难度，造成了网络布线的不便，而电力线宽带通信技术彻底解决了这一难题，因此酒店将成为代表性目标客户。在内蒙古、合肥、南通等地已有不少酒店应用。
3）住宅小区
小区开发是电力线上网的市场重点，虽然在开发小区客户的过程中会遇到更多的问题，但抢占这一渠道，将是保证今后的市场竞争力的*佳途径。电力事业部对南京市场的开发已积累了很多经验，可以对渠道代理商进行培训与指导。
4）校园网络
目前各大、中、小学的教室的网络布线覆盖率很低，大多数学校只有计算机机房和少数教师办公室有网络，电力线宽带通信与其它通信方式相比在新建或完善校园网的建设中有着无法比拟的优势（方便、灵活、成本低），可以把办公区、教学区、宿舍区连接在一起。电力线宽带通信免布线的简单接入方式是宿舍上网的*佳解决方案。
5）商用写字楼
商业写字楼内主要是中小型企业，这些用户对网络带宽的要求并不很高，PLC宽带接入就可以满足用户的要求。采用PLC接入的企业，不需在办公室内作布线，利用电力线就可实现高速上网，同时可以组建企业的内部局域网。
6）港口
在港口建立一套覆盖整个区域的远程监控系统，是确保码头安全生产，增强港口安全管理的有力措施，也为货主、海关、海事部门等远端用户提供远程监控服务。然而，由于布线及传输距离方面的限制，传统的视频监控方案一直未能很好的满足港口监控的需求，而采用无线视频传输，则价格昂贵，性能受气候影响很大。采用多媒体网络监控技术和电力线载波宽带传输技术就是一个很好的远程监控系统解决方案。