工作原理
電力線是一個極其不穩定的高躁聲、強衰減的傳輸通道,要實現可靠的電力線高速
數據通信,必須解決低壓配電網上各種因素如:噪聲、阻抗波動、配電網結構、電磁兼容性以及線路阻抗和容性負載引起的信號衰減等主要因素對數據傳輸的影響。
為了解決以上低壓配電網中各因素對數據傳輸的影響,在國際範圍內,低壓配電網的高速數據通信普遍選擇了
正交頻分復用技術OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)作為核心調製技術。OFDM技術採用多路窄帶正交子載波,同時傳輸多路數據,每路信號的碼元時間較長,可以避免碼元間干擾。通過動態選擇可用的子載波,該技術可以減少窄帶干擾和頻率的谷點的影響。OFDM技術起源於二十世紀六十年代,主要用於軍用高頻
通信系統。70年代,隨著離散傅立葉變換來實現多載波調製技術的提出,以及近年來
數位訊號處理(DSP)技術的飛速發展,OFDM作為一種可以有效對抗信號波形間干擾的高速傳輸技術被廣泛套用於民用通信系統中。目前在
無線區域網路已經採用了該技術,第四代
移動通信(4G)中將採用OFDM技術。
接入方式
電力線接入就是把戶外
通信設備插入到變壓器用戶側的輸出電力線上,該通信設備可以通過光纖與主幹網相連,向用戶提供數據、語音和多媒體等業務。通信質量的好壞與通信信道直接相關,很大程度上取決於接收端的噪音水平和不同頻率信號的衰減。噪音越大,在接收端將越難提取出有用的信號;同樣,如果信號從傳送端到接收端的傳輸過程中發生衰減,在接收端,信號可能被淹沒在噪音之中,也很難提取出有用的信號。
電力線通信的噪音主要來源於與低壓電網相連的所有負載以及
無線電廣播的干擾等,由於負載的開關會引起電力線上電流的波動,使得電力線的周圍會產生電磁輻射,所以,沿電力線傳送數據時,會出現許多意想不到的問題。另外,信號衰減與信道的物理長度和低壓電網的阻抗匹配情況有關,由於低壓電網上負載的開關是隨機的,因此,其阻抗是隨時間而變化的,很難進行匹配。所以,電力線通信的環境極為惡劣,在這樣惡劣的環境下,很難保證數據傳輸的質量,必須採用許多相關的技術加以解決。
運營特點
作為一項新的寬頻接入方式,電力線上網目前已經普遍受到關注,這種上網方式具有以下特點:
投資很少
由於電力線上網是以電力線路為傳輸通道,因此電力線上網可以充分利用現有的配電網路基礎設施,無需任何布線,從而可以節省巨大的新增投資。
連線方便
現在220V低壓電力線幾乎已經接入每一個普通家庭中,因此家庭用戶在需要寬頻上網時,就可以利用電力線來輕鬆實現網際網路接入,不需要重新添置其他什麼設備,只需在事先安裝好的萬能插座上插入電源插頭即可方便連線到網際網路中。
傳輸速率高
家庭用戶通過電力數據機連線到電力網上後,能夠獲得不錯的數據傳輸速率,信息傳送速度可達到10Mbps ;而且能夠將整個家庭的電器與網路聯為一體,使人們能夠通過網路來控制自己家裡的電器設備。
有安全性
許多人認為利用電力線上網,可能會經常出現觸電事故,因此電力線上網會有安全隱患;其實用戶大可不必擔心,因為用戶操作端與電力線輸出端已經通過電力數據機進行了隔離,不可能出現觸電事故。
使用範圍廣
在未來的寬頻接入服務市場,電力線上網將占有一席之地。在市場需求旺盛的城市,隨著電力線上網技術的完善,電力線上網將逐步滲透城區各個角落,這對現有的寬頻運營商來說將是一個很大的挑戰。在廣闊的農村地區,電力線上網也具有一定的優勢。
發展前景
作為一個新生事物進軍寬頻市場,電力線上網的發展還有很長一段路程要走。
電力線上網很難保證數據通信的穩定性,因為電力系統的基礎設施,無法提供高質量的數據傳輸服務,且每一個家庭的用電量都比較複雜,用電負荷不斷變化。當在電線上還在傳送數據,電壓的變化肯定會帶來干擾,從而影響上網的質量。而且,使用電力線上網可能還會發生一些不可預知的麻煩,如家庭電器產生的電磁波會對信息的傳輸產生干擾,利用電力線上網也會影響短波收音機的信息接收等。
事實上從廣義上來講電力線上網從層次上可分為中壓配電網、低壓配電網和家庭內部網路。家庭內部網路是指通過電力線組建高速LAN;低壓配電網是指從中壓變電站到用戶電錶的一點對多點通信,解決Internet“
最後一公里”問題;中壓配電網主要從中壓變電站到主要變電站。由於電線通信的費用僅為利用光纖通信電纜網際網路服務的60%至70%,並且不必支付使用線路費,從而大大降低了通信費用,據稱目前實驗室的最高通信速率可達到2.5Gb/s 。如果該技術得到廣泛的套用,那么將極大地影響電信市場。