電力線通信技術(shù)寬帶網(wǎng)絡(luò)的運營模式分析

我國最大的有線網(wǎng)絡(luò)是輸電和配電網(wǎng)絡(luò)，如果能利用四通八達(dá)、遍布城鄉(xiāng)、直達(dá)千家萬戶的220V低壓電力線傳輸高速數(shù)據(jù)，無疑是解決“最后300米/100米”最具競爭力的方案。同時也無疑會對有效打破駐地網(wǎng)的局部壟斷，為多家運營商帶來平等競爭的機(jī)會提供有力的技術(shù)武器。

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

一、電力線通信技術(shù)概述

　　近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和構(gòu)架在寬帶技術(shù)上的綜合業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，如何充分利用高價構(gòu)建起來的IP骨干網(wǎng)絡(luò)，為廣大網(wǎng)民提供多種業(yè)務(wù)，特別是語音業(yè)務(wù)，成為運營商思考的重要問題。顯然，傳統(tǒng)的撥號接入方式已不能滿足廣大網(wǎng)民的需要，寬帶接入市場正在飛速發(fā)展并日趨成熟，寬帶綜合布線、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(jì)快捷的通信方式，使用戶終端連接到最近的寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，成為長期困擾服務(wù)提供商的一個難點，也是普及寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入的瓶頸之一，被業(yè)內(nèi)人士稱為寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的“最后一公里/最后300米/最后100米”問題。

　　我國最大的有線網(wǎng)絡(luò)是輸電和配電網(wǎng)絡(luò)。如果能利用四通八達(dá)、遍布城鄉(xiāng)、直達(dá)千家萬戶的220V低壓電力線傳輸高速數(shù)據(jù)，無疑是解決“最后300米/100米”最具競爭力的方案。為此，高速電力線通信（PLC：Power Line Communication）應(yīng)運而生。

　　電力線通信技術(shù)簡稱PLC，是利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。電力線通信并不是新技術(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）上通過電力載波機(jī)利用較低的頻率以較低速率傳送遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)或話音，就是電力線通信技術(shù)應(yīng)用的主要形式之一。在低壓(220V)領(lǐng)域，PLC技術(shù)首先用于負(fù)荷控制、遠(yuǎn)程抄表和家居自動化，傳輸速率一般為1200bps或更低，稱為低速PLC。近幾年國內(nèi)外開展的利用低壓電力線傳輸速率在1Mbps以上的電力線通信技術(shù)即為高速PLC。

　　北京杰智訊通訊設(shè)備有限公司（Beijing Justel Communication Equipment Co. Ltd）是一家提供先進(jìn)技術(shù)和設(shè)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)展方向和運營商的需求有著深刻地理解。為使運營商，特別是目前沒有接入資源的運營商，能為大量有寬帶接入需求的用戶實現(xiàn)高速接入，并同時具備提供寬帶語音業(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(jī)地結(jié)合起來，推出杰智訊PLCISS（PLC-based Integrated Services Systems）系統(tǒng)——基于電力線通信的綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能為用戶提供高達(dá)14Mbps的數(shù)據(jù)通信帶寬，能同時傳輸數(shù)據(jù)、語音和視頻業(yè)務(wù)。

　　杰智訊PLCISS系統(tǒng)，從功能上可以分成三個子系統(tǒng)：PLCISS寬帶接入子系統(tǒng)，PLCISS軟交換核心子系統(tǒng)和PLCISS增值業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。整個體系架構(gòu)在設(shè)計上遵循下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）分層、全開放的體系架構(gòu)，具有方便靈活、層次清晰、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、易于擴(kuò)展的優(yōu)點。

二、電力線通信設(shè)備的主要技術(shù)性能

　　1、高速電力線通信設(shè)備的技術(shù)原理

　　現(xiàn)在市場上的高速電力線通信設(shè)備的通信帶寬，根據(jù)使用的協(xié)議和核心芯片的不同，通常有2M、14M、45M等多種標(biāo)準(zhǔn)。從承載業(yè)務(wù)能力、投資經(jīng)濟(jì)性和成熟度上進(jìn)行綜合比較，14M產(chǎn)品應(yīng)該說是發(fā)展的主流，也是目前得到應(yīng)用最多的產(chǎn)品。

　　高速電力線通信指的是在低壓電力線上進(jìn)行高速的信號傳遞。涉及的主要技術(shù)有：信號調(diào)制解調(diào)技術(shù)，媒體訪問控制技術(shù)，以及鏈路層的QoS保證機(jī)制。下面以北京杰智訊通訊設(shè)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。

　　與專用的通信線路相比，在電力線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞存在很多額外的干擾因素，如各種家用電器的開、關(guān)，特別是變頻空調(diào)、可調(diào)亮度的節(jié)能燈、吸塵器等設(shè)備的開關(guān)和使用，常常給供電線路注入較大的干擾信號，導(dǎo)致供電線路上信號傳輸時，信噪比極低，信號難以提取。針對以上問題，通常高速電力線接入設(shè)備在設(shè)計的時候均進(jìn)行了特殊的考慮，并對產(chǎn)品進(jìn)行了大量的實驗。解決干擾問題主要依靠選擇合適的調(diào)制技術(shù)。傳統(tǒng)的調(diào)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(fù)用（OFDM）技術(shù)。OFDM把數(shù)字信息加載到多個載波上（最多可達(dá)84個），多個載波同時使用，每個載波傳遞一路低速信息，在接受端對信息進(jìn)行組合恢復(fù)。例如發(fā)送數(shù)據(jù)時要求的帶寬為B,同時使用N個載波，則每個載波的實際速率是1/N*B。這樣，可以從多個載波中根據(jù)實際環(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，通信不會中斷。同時使用前向糾錯技術(shù)增強(qiáng)每個載波的可靠性。

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

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