电力线上网如何才能摆脱困局？

作者：Amteam.org

2007/2/25 11:38:00

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大家常用的上网方式一般有：56K Modem拨号上网（只要有电话线就能上网），xDSL方式（也需要电话线），CAble Modem方式（依托有线电视线路），FTTX+LAN上网（光纤到小区或楼，双绞线到户），无线上网卡或3G方式（通过手机或无线上网卡），WLAN方式（通过无线路由器）等等。

而随着电力线上网方式的出现，又为大家增添了一种可选的上网方式。虽然近一两年来，关于电力线上网的争论渐起，但无可否认的是随着电力线上网技术的不断成熟，其缺点正在被不断克服。

一、PLC基本特点

PLC（Power Line Communication）乃是一种宽带技术，利用一般传输电流的电力线作为媒介，进行传输声音、资料或影像的方式。该技术在不需要重新布线的基础上，可在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载，最终可实现四网合一。终端用户只需要插上电源插头，就可以实现因特网接入，电视频道接收节目，打电话或者是可视电话。

电力线通信主要使用低压民用电线来传输网络数据，从目前的发展阶段来看，电力线通信的技术涵盖了以太网技术与电力技术及一些特殊的通信编码调制技术。PLC在OSI的第二层以上符合标准的802.3以太网规范。以太网是以点对点方式传输802.3格式帧的网络，以太网数据帧均遵从IEEE发布的802.3标准。

PLC则是以太网的一个分支，区别在于在物理层中介质更换为电力线，并且在第二层上采用了基于CSMA/CA的广播共享方式，在此规范下欧洲电力线联盟HomePlug 1.0的通信速率业务可达到14Mbps。

为了解决在强电环境下对高频数据通信的干扰，HomePlug规范中引入了OFDM调制方式，并且在标准规范中保证了与国际电磁兼容的适配，以避免电磁泄漏对通信及其他设备电器的影响。PLC利用1.6M到30M频带范围传输信号。在发送时，利用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制，然后在电力线上进行传输，在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。

用PLC上网需要增加的设备有两种：需要PLC的局端设备（电力路由器）以及PLC调制解调器（电力猫或称为电力网卡）。其中，PLC调制解调器放置在用户的家中，局端设备一般放置在楼宇的配电室内。一台局端设备可以拖带数十台PLC调制解调器。所以用户要想使用PLC，需要运营商提供Internet出口，并在用户的楼宇中安置PLC的局端设备，用户购买或租用PLC的调制解调器后，就可以用PLC来上网。

电力线通信网络建成后，用户只要在房间任何有电源插座的地方，把PLC终端电力调制解调器的一端插到电源插座上，一端接到电脑，不用拨号，就立即可享受最高达4.5-14Mbps的高速网络接入，来浏览网页、拨打VoIP电话和在线观看电影，从而实现数据、语音、视频以及电力于一体的“四网合一”。

而且在室内组网方面，计算机、打印机、VoIP电话和各种智能控制设备都可通过普通电源插座，由电力线连接起来，无需网络布线，便可组成局域网，高速共享Internet网资源。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。总之，PLC可作为一种接入技术，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、乡村等范畴。

二、不足已显现

在家庭中安装PLC网络只需简单地将HomePlug适配器插入电源插座，然后把适配器与宽带MODEM或原来的网络路由器相连就可实现网络共享和Internet上网。在过去五年里，售出了数百万个HomePlug1.0产品，这证实了该技术可行，而且表现良好。而且目前PLC设备越来越多样化，如电力线机顶盒、家庭监控摄像头、数字媒体适配器和扬声器等，那些不支持HomePlug的产品可以利用适配器连入HomePlug网络。

但无可否认的是由于在电力线中存在很多“噪声（干扰）”，这已对稳定传送数据和保持QoS带来挑战。也正是未能克服这种噪声，HomePlug 1.0标准的PLC数据率最高只能达到14Mbps，这让电力线上网在家庭中的普及度还远远不如具备同样效能的无线局域网（Wireless LAN）。

首先，HomePlug 1.0标准的PLC很容易受到其它电器干扰，特别是在用电高峰易出现信号波动等等。与RJ45双绞线相比，家用电力线上一般会接入很多电器设备，这些设备插入或断开、开机或关闭电源，都可能导致电力线的电流和电压不断地变化，造成上网速度的减慢，如有时打开电视后你会发现上网速度从2M一下跌到64K甚至更低，就如墙壁对无线信号的影响一样。

如某网友留言称：“我认为中点飞华的技术（HomePlug 1.0标准）还不成熟，受电压的影响比较大，十分的不稳定，夏天用的空调，冬天用的电暖器、充电器等都对它有致命的影响，而且带宽不够，我是在2005年就选择了它，当时安装的时候因为是月中，所以就赠送了半个月的免费使用权，这半个月他的表现非常好，可是一到正常使用它的时候，问题出现了，将近一个月都无法使用。”电力线在提供不错的性价比接入手段的同时，为了克服这种问题，也采用了多载波正交频分复用来解决传输频带利用率和传输效果，但目前看来效果都不大。

此外，电表（不同电表设备提供商的电表设备是不同的，易成传输瓶颈或障碍）、泄漏（部分高频信号功率将以电磁波的形式辐射出去，干扰其它电器）和安全亦在困扰着目前国内的PLC市场推广效果和用户满意度。这让与小灵通几乎同时期上市拓展的电力线上网屡遭挫折，无论国内外，其市场推广效果都与预期相距甚远。

三、HomePlug AV能解困？

毫无疑问，HomePlug 1.0标准已经过时，正是这种过时标准才导致电力线市场和实际使用效果的表现不佳。

大家知道，第一个HomePlug标准HomePlug 1.0早在2001年就得到批准，理论数据率最高达14Mbps。2004年推出了HomePlug 1.0 Turbo版，最大理论数据率提高到85Mbps。而新一代技术HomePlug AV标准于2005年8月被论坛董事会通过并于同年12月向会员开放，HomePlug AV理论数据率提高到200Mbps（实际可以稳定在100Mbps）。HomePlug BPL标准将于2007年第一季度发布，预计2007年底会有商用产品投入市场。

目前投入市场的PLC产品主要是基于HomePlug 1.0标准（速率14Mbps）和HomePlug AV标准（速率200Mbps）的产品，截止2006年10月，HomePlug 1.0+AV产品年销售量达到600万件，其中45%的市场在美国，55%的市场在欧洲和亚洲，预计2007年的年销售量将增长到1000万件。而随着越来越多的HomePlug AV标准产品的出现，电力线上网市场有望被重新点燃。

根据HomePlug AV标准，实际应用中，数据每秒的传输速度可过70-100MB。HomePlug AV标准还对QoS技术进行了规定，以便它能确保128位的AES编码的视频和音频能正常传输。而且其安全性远超过HomePlug 1.0所规定的56位的DES编码标准。HomePlug AV支持术能实现在同轴电缆、电话线、以及电力线上数据传输。

HomePlug AV的物理层使用OFDM调制方式，去除美国无线电爱好者使用的频率后，在2-28MHz频段使用917个子载波；功率谱密度可编程，以满足不同国家的频率管制；每个子载波可以单独进行BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM、256QAM和1024QAM调制；采用Turbo FEC错误校验；物理层线路速率达到200Mbps，净荷为150Mbps，接近电力线信道的通信容量；前同步码可被HomePlug 1.0设备检测，从而实现两者共存，但互操作是可选项。

在10个家庭中进行的性能测试中，80%的插座达到55Mbps以上的带宽，95%的插座达到35Mbps以上的带宽，98%的插座达到27Mbps以上的带宽，典型的物理层速率为70-100Mbps。

而且更关键的是HomePlug AV含有先进的噪声处理技术，能够消除噪声。在实际测试中，即使电线陈旧，也没发现HomePlug AV的性能下降。而且HomePlug AV的算法在双绞线电话接线和同轴电缆上的表现同样出色。在同轴电缆上采用HomePlug AV技术可以获得与MoCA技术大致相同的性能。在测试中，HomePlug联盟发现，HomePlug AV在80%的电线插座中净数据率至少为50-55Mbps。当利用同轴电缆进行测试时，HomePlug AV的数据率约为110Mbps。因为当初设计HomePlug AV的时候就是要保证它能在恶劣环境中正常运行，在同轴电缆上运行时性能更好。

所以，我们可以肯定的是，要想为目前举步维艰的PLC电力上网解困，抛弃掉原有的HomePlug 1.0标准已成大势所趋，势不可挡。相比HomePlug 1.0，HomePlug AV不仅是带宽更宽，而且稳定性也大幅提升，未来通过大规模采用HomePlug AV将真正在家庭内部的电力线网络上构筑起高质量、多路媒体流、面向娱乐的网络，满足家庭数字多媒体传输与高速宽带上网的需要。

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